谈机电一体化系统中智能控制的应用 项建辉

谈机电一体化系统中智能控制的应用项建辉

发表时间：2019-07-08T12:23:02.120Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：项建辉

[导读] 摘要：随着我国经济水平的不断提高，各行各业的竞争力逐渐加大，市场经济环境变得日益复杂。

（台晶（宁波）电子有限公司）

摘要：随着我国经济水平的不断提高，各行各业的竞争力逐渐加大，市场经济环境变得日益复杂。在这一经济发展背景下，各个行业只有不断优化自身的缺点、完善自己，才能在激烈的竞争中屹立不倒。机电一体化系统是我国应用范围最广的系统，对于一个工业大国来说至关重要，所以对于机电一体化系统的发展，我们要不断改进其不足，提高其可靠性与高效性。

关键词：机电一体化系统；智能控制；应用

引言

现在的社会已经是智能时代，人们的生活充满了智能控制的气息。智能控制不仅影响了人们的生活，也为企业行业发展作出了极大的贡献。兴起的智能控制在机电一体化系统中也有着深远的影响，它能够使机电一体化系统更加充实与完善。机电一体化系统属于机械学，它包含了很多的机电技术，被广泛应用在各种领域且发挥着不可替代的积极作用。

1机电一体化系统和智能控制的概述

1.1机电一体化系统的内涵

机电一体化系统是对机械、微电子、信息、传感器、电工等技术的有机融合，它的硬件构成包括计算机设备、机械设备、电子元件，它的软件构成包括通信技术、电子技术、微机技术。机电一体化系统可以实现对系统与设备的管理和控制，它主要应用于机电一体化执行系统与机电一体化产品。机电一体化系统由五大部分构成，包括机械构件、控制构件、信息处理构件、执行构件、电力供应构件。机电一体化系统在工业生产中的应用，可以有效提升生产效率和精度，降低能源消耗。

1.2智能控制的内涵

智能控制通俗来讲就是通过计算机实现对人类大脑的模拟，实现对目标的智能控制。它的运行过程无须人为干预，通过自主驱动智能机器，实现对目标的控制。智能控制系统具有组织性、多样性、边缘交叉性、变构造性、新兴性等特点，是由多种体系构成，主要包括专家操控体系、学习操控体系、人工神经网络操控体系、复合或集成操控体系、分级递阶操控体系、进化核算与遗传算法等。在当下经济技术快速发展的时代，智能控制的应用越来越广泛，在工业生产中扮演着重要角色。在机电一体化系统中，智能控制可以比人类操控更精准、更快速，精简操作步骤，减少人力投入，同时也降低了对人类的危害。

2智能控制技术

2.1数字控制技术

数字控制主要是应用数字化、智能化设备，将其应用在机电一体化系统中，是对预定的产品精密的加工，加工过程中的问题可以进行自动处理，除此之外还可以检测作业环境。

2.2智能机器人（机械臂）

机器人技术在我国已经有一些研究成果，相关技术的实际应用十分复杂。例如应用在动力领域，不仅具有多变性，还呈现出使用领域的限制，对于环境感受传导，会应用到诸多传感器，增加接收的信息以及传感任务。如果应用智能控制技术，便可以将机器人技术进行优化，获得更好的效果。

2.3智能数控机床设备

数控机床在机电一体化系统中是不可缺少的一部分，通过智能控制技术，直接提高机床设备运行效率，保证精准性。将智能控制技术和数控机床相结合，芯片、CPU控制系统会在智能控制的作用下得到优化，提高产品质量。由此可见，将智能控制技术应用于机床设备，为其赋予智能性特点，全面提高机床工作效率，保证生产过程的安全性与准确性，这对于机电一体化系统运行有重要作用。

3机电一体化系统中智能控制的具体应用

3.1机电一体化系统中智能控制在机械制造中的应用

智能控制是当下机电一体化的发展方向。智能控制可以模拟人的脑力劳动、动作以及专家的一系列智能活动，为我们提供更好的服务。机械制造是机电一体化系统中的重要环节之一，在机械制造中对智能控制的应用，可有根据智能控制中的数据得出相关的结论，可以利用数学理念以及神经网络系统监控整个机械制造的过程，构建动态、立体的环境建设模型。智能控制在机械制造中的应用，实现了智能学习、智能诊断、智能监控、智能传感器等方面技术的融合，推动了机械制造的数字化进程。

3.2机电一体化系统中智能控制在机器人研发中的应用

智能控制在机器人研发中的应用越来越广泛，机器人技术是当下高端技术之一。对机器人行为的控制，核心是要实现动力学控制，动力学理论具有非线性、实时变化性、高内聚性的特点。比如对于双足行走的机器人，我们可以将其看作动态二级倒立摆，体现了非线性的特点。在机器人的研发中还涉及繁杂的传感器信息数据，而机器人的控制系统属于多变量系统，具有较高的复杂性，要想机器人的平衡行动得到保障，就要同时执行多个命令，比如平衡调整命令、躲避障碍命令、规划动作命令等。传统的控制系统由于自身限制无法实现对机器人的全方位控制，而机电一体化系统中智能控制有效地弥补了传统控制系统存在的不足。

3.3机电一体化系统中智能控制在数控机床方面的应用

传统的数控机床是由人为操控的，这就使得机床的精准度不高，很多产品的质量都不合格。而机电一体化系统中智能控制技术包含了高新的RISC芯片和许多CPU控制系统，这就大大提升了数控机床的精准度。在数控机床的运行质量方面，要做好策划环节的模块化工作。智能控制中的模块化具有良好的剪裁功能，涉及许多方面，可以有效地保证生产产品的质量、规格达到标准水平。在操控数控机床正常运转方面，要着重完善操纵程序，利用操纵程序对各个工件实行严密的编程，满足工件产品制作成果的智能化要求。过去的普通机床工件制作成果严重受人为因素影响，但现在智能控制系统的应用，通过智能化的操纵程序，可以实现工件制造的智能化、自动化。

4增强机电一体化系统中的控制智能特性

4.1完善机电机械系统

机电机械系统的性能和机电一体化系统有直接的关系，机械性能甚至决定着机电一体化系统的良好运行和循环式的运动路径。为了能

够完善机电机械系统，一方面要将机械原件质量降低，另一方面则要从机械传动零部件入手，选择精密较高的筒式机电结构，使机械呈现出整齐美观简便的特点，设备作业的技术工作人员对机电一体化系统进行构造期间，需要将机械传动系统精密度作为重要的考虑重点，对机械系统运行的性能进行优化。由此，机电一体化系统经过改造后，便可以更充分发挥智能控制技术的优势，实现智能控制，并且使机电设备达到减人增效、节支降耗的效果。

4.2优化相关技术

机电一体化系统运行过程中应用的传感技术，必须要有传感器作为辅助，传感器也可以对机电一体化系统质量进行检测。利用传感器数值，采集并整理好机电信息，作为机电技术研究人员的工作依据。应用智能控制技术，可以优化传感技术，使其所具备的抗干扰性能、灵敏性、实用性等得到提升。除此之外，技术人员也需要对编程技术进行优化，提升编程运行有效性，将软、硬件系统充分结合起来，为机电一体化系统的运行以及智能控制的应用提供助力。机电一体化系统中除了传感技术、软件技术以外，接口技术和信息技术也是常用技术。尤其是在计算机普及的现在，智能控制为机电一体化系统提出更多要求，计算机信息技术也为系统的优化形成了一定程度的影响。

结语

总之，智能控制具有高效率、高水平、高性能的优点，是机电一体化系统中使用最多的控制方法。在未来发展中，智能控制将取代传统控制方式，它在机电一体化系统中的应用将会更加完善，它的优势将会惠及更多的行业。

参考文献：

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[2]赵升吨，贾先.智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势[J].机械科学与技术，2017，36（01）：1-16.