摘要：随着社会主义市场经济的发展与科学技术的发展进步，我国的机电一体化系统建设正处于一个快速发展的黄金时期，机电一体化技术越来越成熟。但是随着系统控制的外部环境的变化，智能系统在机电一体化中的应用也越来越广泛，在机电一体化的发展过程中起着至关重要的作用。本文将从智能系统与机电一体化的角度出发，研究机电一体化系统中智能控制的应用。
关键词：智能控制；机电一体化系统
1 对智能控制系统进行分类
所谓智能控制系统主要是一种多项控制技术，智能控制的正常运行需要仰仗于各类智能控制的子系统，进而构建出集成、混合的控制系统，只有这样，众多的智能技术才能够在智能系统中发挥其应有的作用。当下，各个行业所采取的控制系统主要有以下几个类别：（1）学习控制系统，类似于人类大脑的功能，人类的学习能力是智慧的主要表现形式，而学习控制系统主要通过对结构进行认知、辨别以及调整以后，利用对数据的处理及对信号的循环输入以保障其良好的运行效果，该系统还能结合一些基本信息自动地进行控制。（2）分级控制系统，该系统采取分级递进的智能模式，主要利用自组织控制、自适应控制等条件。再改控制系统中主要表现了三个级别，即：协调级别、组织级别以及执行级别，而对于每个级别来说，他们都具备该级别独有的作用。（3）专家控制系统，这种智能系统主要是将技能、知识、经验等因素进行有机的融合，并将这些因素整合到计算机系统当中，系统会根据相应的程序指令进行相应的操作。在该系统中，包括了众多的理论内容，这些理论内容都为智能系统在对实际问题进行处理时提供了一定的帮助，让处理后得出的结果具备较高的性能。（4）神经网络系统。当前，人工神经网络控制系统仍旧是运用最多的系统，该种智能系统的网络结构主要借鉴了人工神经元、人工细胞的相关技术，智能控制和模仿真人是该系统的主要功能。
2 将智能控制运用到有关机床
机电一体化是当今工业中的一项重要技术，智能化则是当今科技的主要发展趋势，在机电一体化当中发挥着巨大的作用，智能控制的主要表现形式之一就是数控机床与机器人的智能化。
对于数控机床来说，衡量机电一体化技术的重要指标便是精度。在陈旧的数控机床设备中，由于没有对智能技术进行过多的融合，进而导致产品加工不理想以及机床的精度不达标，智能数控系统中运用了许多RISC芯片以及多CPU控制系统，这些芯片以及系统将大幅度提高机床的精度。
在数控系统最初设计的过程中，大多数运用到的设计方法是模块化设计，其具有较为良好的裁剪性能，而且功能所设计的方面非常之广，针对各类不同的机电一体化生产基本上都能够达到要求，而在群孔系统的效果控制中，对于相同或者类似的群孔系统可以对各种操作流程进行参照，进而保证系统调整符合相关要求。
系统的操作程序是正常运行的重要指令，根据所需要加工产品的精度和尺寸对操作程序进行编程，才能够让产品加工以后达到预期的智能效果，从前，产品加工都是在普通车场进行，操作流程则需要依靠人工进行控制，所以要求操作工人具有较高的技术水平，而在当今的数控车床中，我们只需要依据相关的程序，对机器进行调试之后就可以进行加工工作，这恰恰是智能化的重要表现。
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3智能控制在机电一体化系统中的应用
3.1智能控制在机器人领域的应用
在控制参数方面，机器人要求控制参数是多变的；在动力学方面，机器人具有时变性、非线性和强耦合的要求；在传感器信息方面，机器人具有多信息要求；在控制任务方面，机器人具有多任务的要求。分析机器人和智能控制的特点可以发现，智能控制非常适合应用于机器人领域。
如今，在机器人领域的很多方面都应用了智能控制技术。例如，利用智能控制技术可以有效控制机器人手臂的动作、姿态；利用多传感器信息融合技术、信息处理技术和控制技术对机器人的行走路径、停留位置和躲避障碍物等动作进行控制。
随着智能控制方法的不断发展，它们的实用性、可靠性和优越性已经在很多应用系统中得到证明。神经网络控制具有很强的鲁棒性和容错功能，通过利用神经元之间的联结和权值的分布表示特定的信息，并对各传感器接受到的信息进行处理，最后以直接自校正控制等方式对机器人进行控制；模糊控制具有很强的鲁棒性，建立在模糊集合、模糊推理和模糊语言变量的基础之上。模糊控制广泛应用于机器人的建模、控制等很多方面。模糊控制首先对被控对进行建模，在同时考虑控制规则和模糊变量的隶属度函数的基础上，利用模糊控制器，对机器人机械控制；在设计与规划机器人路径的时候主要用到免疫算法，再结合遗传算法和进化算法，可以对控制程序和控制技术进行优化。
3.2智能控制在数控领域的应用
智能化是当今数控系统的一个发展趋势，随着科学技术的发展，人们对加工质量提出了更高的要求，尤其是在数控领域应用智能控制成为人们越来越迫切的要求，如对制造网络通行能力、加工运动的模拟、推理和决策能力、智能编程、智能监控、自寻优等功能的要求。数控系统中的某些模块通过数学建模及传统的控制方法可以实现，但是数控系统中的很多环节因为缺乏准确的信息，无法通过数学建模和传统的控制方法实现，这时就需要通过智能控制方法和理论实现。利用模糊推理对数控机床进行故障诊断，利用模糊控制优化加工过程，利用模糊集合理论对某些控制参数进行调整；利用神经网络技术可以实现插补计算、故障诊断；利用专家系统可以实现对某些难以确定算法或结构不明确的情况进行推理计算。另外，利用专家系统对多个数控机床维修专家的经验进行综合，并收集现场故障信息，再根据合理的推理规则，结合故障情况提出相应的维修意见。
3.3智能控制在交流伺服系统中的应用
伺服系统是机电一体化典型产品的重要组成部分，它属于一种转换装置，通过转换电信号以实现机械操作。交流伺服系统非常复杂，由于存在强耦合、负载扰动、参数时变等诸多不确定因素，所以不可能建立起精确的数学模型，只能建立起与实际情况相近的模型，该模型难以满足某些厂家对系统高性能指标的要求。如果能引入智能控制系统，交流伺服系统将不再需要精确的控制器参数和数学模型就能使系统具有较高的性能指标。
3.4智能控制在机械制造中的应用
随着计算机技术、智能控制技术和传统机械理论的有效结合和制造机电一体化系统的飞速发展，机械制造技术不断向着智能化方向发展。机械制造系统利用智能控制技术，模拟机械制造专家的智能活动，从而提高制造机电一体化的技术水平。要在机械制造中实现智能控制，首先必须结合机械制造特点不断发展与完善智能控制理论、技术和方法；其次，利用神经网络的学习功能和对信息的处理功能，对零部件的加工信息进行处理；最后，利用控制技术控制机电一体化系统加工机械零部件。
综上所述，智能控制是未来的发展趋势，而机电一体化也是未来的发展趋势。智能控制的发展并不同于机电一体化，两者虽然有着某些区别，更重要的是两者之间存在着重要的联系，所以智能控制和机电一体化的相互融合也将成为未来的发展方向。在科学技术不断进步的今天，采用适当的方法做到使智能控制和机电一体化之间的相互融合是决定我国科技发展的重要内容。
参考文献
[1]杨明,陆琴.机电一体化的研究现状与发展趋势[J].农机化研究,2006,8:38-40.
[2]王敏,温斌,王秀丽.机电一体化系统的智能化[J].太原科技,2006,6:56-60.
论文作者:周日昕
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/21
标签：智能控制论文; 机电一体化论文; 系统论文; 机器人论文; 智能论文; 控制系统论文; 技术论文; 《防护工程》2017年第32期论文;