论机电一体化系统中智能控制的应用浅析论文_郭涛

论机电一体化系统中智能控制的应用浅析论文_郭涛

张家口国储液化天然气有限公司 河北张家口 075000

摘要:在机电一体化的应用中,环境对象变得越来越复杂,这就需要智能控制技术更新以提供经济发展支持,在机电一体化系统中充分应用智能控制技术,将促进其更好的发展。

关键词:机电一体化;智能控制;;应用

前言

从改革开放以来,我国经济的发展水平不断提高,当然这也在一定程度上加大了每个行业的竞争力。在如此复杂的市场经济环境中,只有将自身缺点进行优化、不断地完善自己,才能在如此激烈的竞争中占据一席之地。机电一体化系统对一个工业大国来说尤其重要,作为我国运用范围最广的系统,不仅要提高可靠性,还要提高其高效性。

1 机电一体化系统的现状

国际上机电一体化可以分为三个阶段分别是20世纪60年代以前人们刚开始使用机电一体化这项技术的初级阶段、20世纪60年代到21世纪初期人们不断开始研究的研发阶段、21世纪后期世界各国对机电一体化有了极大关注并不断发展的阶段。目前,美国与日本作为先进技术大国,在机电一体化技术发展方面处于世界领先技术,两国均将计算机芯片制造技术、柔性制造技术、人工智能机器人等列为创新高水平研究技术,这个举措在一定程度上促进了世界对机电一体化技术的了解与研发。随着越来越多的国家加入到机电一体化研究的行列之中,光学、通信技术等都与机电一体化相互融合,并且对机电一体化系统的建模设计、分析及方法都进入了深入研究。机电一体化在世界范围内得到了迅猛的发展,使得其从单机向整个制造业的集成化过渡,产品遍布各个领域,也促使一些新技术的出现,为世界科学技术水平的提高有促进作用。机电一体化成为世界的主流研究技术,中国当然也随世界科学技术的发展在研究自己的机电一体化技术。从我国20世纪80年代开始,我国便加入到世界科技发展的潮流中去,国务院随即便将机电一体化列入“863计划”。我国根据先进技术水平国家的研究成果及我国的实际科学技术水平制定出符合自己国家机电一体化发展的研究领域及方法。我国为了更好的研究此项技术,将这一研究转成专业供许多高等院校、研究机构、甚至一些大中型企业进行研究。虽然我国的机电一体化技术目前还落后于美国、日本等一些科技先进的国家,但是我国加大了对机电一体化的研究力度及经济扶持,为我国的机电一体化技术创造很好的研究环境,终有一日我国能够达到世界发达水平,并且赶超先进国家的技术水平。

2 智能控制技术的主要特点和方法

第一,智能控制是对传统控制理论的发展。目前而言,传统的理论已经成为智能控制理论的一部分,其有着多方面的优势,它的先进性、开放性、层级性等对机电一体化的发展有着更加全面的推动作用。人们通常存在一个误区,就是认为智能控制技术的发展不是在速度,质量上得到提高,而是对机电一体化的全面优化,将机电一体化从传统发展模式中解脱出来,具有划时代的意义。

第二、智能控制技术是一个多学科的集中领域。数学、计算机、物理等学科都是其重要的组成部分,智能控制属于控制理论的高级发展阶段,将以前的不足和缺陷弥补起来,用来解决更加复杂的任务和目标。理论基础主要从刚开始傅京逊的“二元论”到“三元论”再到蔡自兴的“四元论”,逐渐的走向完善,从根本上为智能控制的发展提供支持。

第三,智能控制的主要方面是在内部程序的设计,将环境因素和数学模型准确的输入其中。从多方面混合的控制,知识并不只是停留在基础之上,而是将最先进的科学技术渗透,让智能技术不会停下前进的脚步。人才是非常重要的,只有高技术的人才储备支持才会为设计的更新换代得到保障,将多学科的知识应用其中,实现智能控制在多领域的发展。

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第四,传统的控制是靠各种书本上的公式定律来获取知识,而智能控制则是在总结以前的经验和方法上实现新的突破。不断扩充理论来解决更加复杂和具有挑战性的问题,智能控制具有适应学习的功能,克服环境的不确定性。另一个方面则更加注重人性化的转变,在实际的操作中,将控制技术更加的注入人的特点,通过人的方式来表达一些东西,比如智能机器人的生产应用,可以在工厂中从事危险性较高的工作,避免了对人的伤害,餐厅中的机器人会为客人倒水点菜都是很方便快捷的,节省了人员的安排,实现工作的高效性。智能控制的方法与计算机技术的发展是离不开的,具体的结合形成了较多的方法,只要体现在:专家控制方法;模糊控制;网络技术控制;分层阶梯控制;综合运用的控制。这几种智能技术都是在总结传统控制技术的经验,将其与新型技术结合产生的,改变了机电一体化在发展过程中的劣势,很大程度上改善了落后的现状,五项技术的独立发展,促进了在专业生产中成熟,也可以将四项技术相结合,实现智能控制技术在机电一体化中的运用。

3 机电一体化系统中智能控制的应用

3.1 智能控制在机电一体化系统机械制造过程中的应用

机械制造作为机电一体化系统中众多环节中最重要的环节之一,主要包括智能学习、智能监控与检查、智能诊断机械故障及智能传感器等方面的技术。目前最领先的机械制作技能就是将计算机辅佐技能和智能操控技能进行有机融合的一种技术。在以前人们靠单纯的脑力来进行机械制造,使人们长期处在高度思想集中的工作中,不利于人们长期工作。但是随着现在技术发展,越来越多的技术融合了智能控制,在机械制造方面人们最大的目标便是借助科学的计算机技能替代部分脑力劳动,通过将人们的思维融入在计算机程序中,让机器来代替人力,让机器来模仿人们有关机械制作的相关方式,为机械制造的数字化进程起到推动作用。

3.2 智能控制在机器人领域中的应用

随着目前科学技术的发展,越来越多的人致力于研究机器人这项未来发展技术。各类高校、企业等等都可能举办过大大小小的机器人大赛,参赛人员对机器人设置程序编辑,使其能够和人类一样完成指定的工作,甚至在同一时间内可以完成比人类多好多的工作。当然机器人可以算是一个智能化的人类,它可以具有很强的计算能力、语言能力、执行能力、辨识能力等,这一切都离不开人类对智能控制技术的充分理解和运用,他们就是将机电一体化与智能控制技术相结合,利用智能控制技术将机器人的视觉系统与传感器相连接。这一技术使得机器人在运行移动中能够根据传感器的感应自动绕过障碍物;在进行作业的时候能够根据自己的规划路线进行工作等等一系列功能。机器人的发明在很大程度上解决了工作劳动力较大、效率低、精确度低的问题。

3.3 智能控制在机电一体化中交流伺服系统的应用

交流伺服系统是一种通过转化电信号对机械进行控制并且能够根据实际运行的情况来通过智能控制技术建立相关高精确度数学模型的转换装置系统。在交流伺服系统中应用这种智能控制技术,有利于降低生产的成本,有利于提高工业生产的效率。但是在交流伺服系统运行过程中也会因为其运行情况较为复杂,从而出现负载扰动、运行参数变化或者强耦合等问题,这些问题的产生非常不利于该系统的正常运行。这时候智能控制技术就变得尤为重要,高精度的数学模型能够欧有效的解决此问题,并且对各种运行的指标进行了合理的调整,在很大程度上满足工业生产对于交流伺服系统运行的要求。

结语

当前国内的机电一体化智能技术与西方发达国家存在着很大的差距,在本土自主创新的基础上,应该积极的引进和吸收国外先进的技术,与我国机电一体化发展的实际情况相结合,创造出一套适合中国机电一体化智能发展的道路。

参考文献:

[1]姜淇铭,李韶文,何月漫.智能制造中机电一体化技术的应用[J].南方农机,2017,48(3):98.

[2]刘泽华,赵丽.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].通讯世界,2015(18):232~233.

论文作者:郭涛

论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期

论文发表时间:2018/6/26

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