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摘要:在电气化发展的时代,采用机电一体化技术不仅可以对系统实行24h无间隔的实时监控,还可以利用自动化控制,提高工程的可靠性和高效性,从而保证机电一体化系统的安全稳定运行。因此,如何加强智能控制在机电一体化系统中的利用,是目前工业发展的一项重要课题。本文就机电一体化系统中智能控制的应用进行探讨。
关键词:机电一体化;智能控制;应用
1智能控制概述
智能控制技术是指一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其所
要求目标的一种自动控制方式。而智能控制结构主要是由人工智能(其是一种具有记忆、信息处理、学习、形式语言、启发式推理等功能的知识处理系统)、自动控制(自动控制是描述系统的动力学特性,也是一种动态反馈)、运筹学(运筹学属于一种定量的优化方法,包括网络规划、线性规划、管理、调度、优化决策以及目标优化方法等)三大系统所组成。
2机电一体化系统中智能控制的优势
首先,智能控制能够帮助机电一体化系统完善性能。和传统的自动化控制系
统相比,智能控制有其优越性,这种优越性主要表现在可以帮助机电一体化系统更加完善发展,因此,成了工业过程、机械制造与微电子工业未来发展的主要方向和趋势。在机电一体化系统中,智能控制可以自己进行中间模型分析,能够根据外界环境的变化作出相应的调整,形成控制指令,在控制器的作用下,高效、快捷、精确地完成工作任务。其次,智能控制技术是依据操作人员发出的命令编码,而不直接参与到工作之中,大大减少因人工操作不当而引起的失误和损失,同时可以大大提高工作效率。最后,智能控制能够帮助机电一体化系统增加安全可靠性。在接受人类的工作指令后,智能控制系统可以合理地调控设备中的结构或运行程序,实现对于运行系统的管理和监督,最大限度地保证机电一体化系统的安全可靠。
3机电一体化系统中智能控制的应用
3.1智能控制在数控领域的应用
伴随着中国社会主义科学技术的快速发展,各大领域对机电一体化系统的数控技能也逐渐有着越来越高的要求标准,不但需要其实现很多智能功能,还需要其具有模仿、延伸及拓展等新的智能功能,从而促使其数控技能完成智能监控、建立智能数据库及智能编程等意图,在机电一体化系统中的科学应用智能操控技能就可完成这些任务。例如,在数控领域中一些不确定算法与结构所产生的问题可以通过专门的系统进行处理,利用处理规则对数控现场的故障信息进行处理,从而获得维修机械的指导性的建议。
3.2智能控制在机器人领域中的应用
机器人在动力系统方面主要具备有时变性、强耦合性、非线性等特征,而针对这种特征,将智能控制技术应用其中很有必要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其主要智能控制体现在如下几个方面:(1)行走方面的智能控制。采用智能化技术,对机器人的行走路径以及行走轨迹跟踪等方面进行智能控制,从而实时、动态地了解机器人的行走情况,并给机器人下达行走的命令。(2)多传感器及视觉处理方面的智能控制。对机器人的多传感器信息融合方面,视觉处理方面进行智能化控制,使机器人能够利用多传感器等,准确、迅速地接收所传达过来的信息与命令。(3)动作姿态方面的智能控制。采用智能控制技术,对机器人的手臂姿态以及动作进行控制,使其动作姿态协调、有规律。(4)运动环境方面的智能控制。还可利用智能控制技术中的专家控制系统和模糊控制系统,对机器人的运动环境进行定位、监测、建模以及规划控制等。
3.3机械制造的应用
机械制造业属于传统工业,但随着计算机辅助设计技术的应用,机械制造加
工行业出现了新的发展机遇,现代机械制造加工技术对加工工程控制更加严格,加工精度也更高,智能制造系统已经成为机械制造加工行业的主要趋势。智能制造系统的核心目标是通过计算机模拟人类智能活动,取代人脑劳动,智能制造系统可以根据缺损数据流进行预测,从而解决实际加工问题。模糊算法语神经网络技术可以解决智能制造系统的动态环境建模问题,同时将传感器技术进行整合,利用传感器信息进行处理。专家系统将逆向推理作为反馈机构,优化参数与控制机构。智能制造系统可以利用模糊集合与模糊关系将信息整合到闭环系统中。神经网络技术可以完善智能制造系统的学习能力,实现在线自动识别。
3.4智能控制在交流伺服系统中的应用
交流伺服系统也是机电一体化系统的典型代表之一,很多机电一体化系统都会用到交流伺服驱动装置。该装置可以将电信号转换至机械动作,直接影响着系统的动态性能,交流伺服系统的性能直接决定了机电一体化设备的整体性能。矢量控制技术可以实现伺服系统交流化,交流伺服系统十分复杂,涉及负载扰动、参数时变等,控制参数也属于非线性、时变性的,常规的PID控制已经不能满足系统的性能需求,智能控制技术可以将非线性控制方式植入交流伺服系统,实现参数在线自动调整,保证系统具备极强的适应性。将单一的模糊控制算法用于交流伺服系统中,可以最大限度提高系统静态性能,同时提高系统动态响应能力以及抗干扰能力。但单独使用模糊算法不能消除“抖振”缺陷,系统的自学习、自组织能力较差。神经网络技术可以实现系统误差在线调整,有效弥补模糊算法的输出缺陷,完善模糊算法的自适应、自组织能力。近几年来人们将智能控制引入交流伺服系统控制中,并已取得良好的控制效果,以永磁同步电动机的交流伺服系统为例,将模糊神经网络技术用于位置调节,利用遗传算法进行快速搜索,保证系统具备更好的定位精度。大型发电励磁控制器利用BP神经网络技术得到映射的两个时刻状态变量。
4结语
通过智能控制在机电一体化系统中的有效应用,实际解决了传统机电一体化系统中存在的很多技术问题,大力地推进了我国自动化技术的发展。社会发展需要工业的大力支持,工业的不断进步则需要技术水平的支持,智能控制技术具备高效率、高质量、高水准等各种优势,基于智能控制技术的机电一体化系统是行业发展的必然趋势。
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论文作者:姜磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
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