浅谈智能控制在机电一体化系统中的应用

王栋

摘 要：随着工业技术和科学技术的发展，智能控制在机电一体化系统中得到快速的发展和应用。本文主要以机电一体化及智能系统的视点为着眼点，进行分析和研究机电一体化体系中智能操控的使用。

关键词：机电一体化;智能控制;工业4.0

概述

机电一体化技术是工业技术变革的产物，也是社会生产力进步的必然要求。20世纪90年代后期，光学、通信技术、人工智能技术、神经网络技术等新技术的开发和应用，为机电一体化智能控制开拓了更加广阔的空间，促进了机电一体化技术的深入发展和研究。

1机电一体化技术发展趋势

“工业4.0”是德国最先提出的概念，美国叫“工业互联网”，我国叫“中国制造2025”，这三者本质内容是一致的，都指向一个核心，就是智能制造，是国家战略发展的核心。工业4.0时代的产品和服务将借助于互联网和其他网络服务，通过软件、电子及环境的结合，生产出全新的产品和服务。

1.1网络化

将软件应用到机械中是科技发展的重大突破，网络技术的兴起和发展给科学技术、工业生产、人们日常生活等方面带来了巨大的变革。全球经济和生产通过网络连成一片，企业间的竞争将更加激烈，机电一体化产品一旦研发成功，只有功能独到、质量可靠，很快就会全球畅销。随着网络的普及，基于网络的各种远程控制和件数技术的成熟，远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

1.2智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向，所谓“智能化”是对机械行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能，运算学、计算机科学、模糊数学、心理学等众多思想和方法，模拟人类智慧，是它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，已达到更高的控制目标。智能化制造是工业4.0的基础，随着着社会产品需求的个性化趋势，用户至上是核心思维，用户对资源配置、产品设计的影响力不断上升，今后的终端客户可以更加直接地参与产品工程及设计，产品甚至可以完全按照个人意愿进行生产，极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造。

2智能控制基本概念

2.1智能控制其本质指的是在没有人进行干预的状况下，可自主自立地驱动相关智能机械做到对目标进行 有效操控的一项技能。智能操控的理论有很多，如：主动操控论、信息论、人工智能及运筹学等。 它是借助计算机进行人类智能模拟，比以往传统控制更加复杂多样的操控任务和目的，有效解决了传统操控不能完成的复杂体系的操控。

2.2智能控制主要有7種类型：①专家操控体系。②进化核算与遗传算法。③人工神经网络操控体系。④组合智能操控办法。⑤分级递阶操控体系。⑥复合或集成操控。⑦学习操控体系。机电一体化系统中往往会应用很多技能，其中最常用的便是神经网络、专家体 系及遗传算法等相关技能，这些技能彼此之间相辅相成、相互依存。

2.3智能控制基本特征主要包括7个方面：①具有组织性特点，核心主要是由高层来进行有效控制。②智能操控具有变构造特色。③智能控制 器具备非线性的特点。④智能操控系统可达到多样性方针的高性能要求。⑤智能操控系统具备总体自寻优的特点。⑥智能操控系统属于一种新兴的研讨课题。⑦智能操控系统归属于一种边缘交叉的学科。

3智能控制在机电一体化系统中的应用

3.1 智能控制在机械制造系统中应用广泛，主要包含智能学习、 智能监控与检查、智能诊断机械故障及智能传感器等。利用计算机辅助和智能操控技能进行有机融合的技术便是目前最领先的机械制造技能，往智能控制方向发展，借助神经网络体系的核算方式来动态模拟制造机械的详细过程，对所搜集到的数据经过传感器融合技能来进行预处理，然后操控修正模式中的有关参数数据分析，使用科学的计算机技能来代替或模仿人们的机械制造行为，从而实现最终意图和目标。

3.2 智能控制在机电一体化系统数控领域中的应用，机电一体化系统的数控技能要求越来越高，不仅要实现模仿、诊断等功能，还要延伸和拓展新的智能功能，从而促使其数控技能具备智能监控、建立智能数据库及智能编程等目的，如：借助专家系统能综合解决数控领域里的很多问题、难以确定及结构不明确的算法等。

3.3 智能控制在机电一体化系统机器人领域中的应用，机器人在动力系统中存在很多自身的特点，如：时变性、强耦合及非线性等，而多变性及多任务性是机器人在控制参数的系统容易体现的特征。在机电一体化系统机器人领域中使用智能操控技能主要体现在四个方面：①在视觉处理及多传感器信息融合方面能实现智能操控。②可智能控制机器人的手臂动作及相关姿态。③经过专家操控体系可科学定位、建模、 计划及监测机器人所处的运动环境，从而实现相关的控制及研究。④可以智能控制跟踪机器人的行走轨迹、走路等。

3.4 智能控制在机电一体化系统建筑工程中的应用，主要在两方面：①智能操控建筑物内的空调，如：智能控制有关空调的风阀，不仅能有效保证建筑内空气质量，还能减少不必要的浪费。② 可通过计算机联网和通信实现智能操控所有照明系统，如：智能操控照明体系的节能、照明时刻及照明逻辑等。

3.5 智能控制在煤矿机电一体化系统中的应用，因煤矿行业为井下作业，一般工作环境恶劣、危险系数高应用智能控制技术代替人工作业，提升作业安全性。

4结束语

智能控制技术应用性非常强，高效能、高质量、可替代人工作业等优点，使其在各个领域的机电一体化系统中应用广泛，需要深入开发和研究，争取早日实现“中国制造2025”。

参考文献：

[1]王光荣.浅谈机电一体化系统中智能控制的应用[J].黑龙江科技信息，2016;

[2]缪学勤.工业4.0推动机电一体化走向智能技术系统[J].自动化仪表，2016。