智能控制在机电一体化系统中的应用徐聪

智能控制在机电一体化系统中的应用徐聪

关键词:智能控制;机电一体化;机械制造

引言

随着我国工业化的发展,工业生产逐渐走向集约化发展道路,机电一体化技术日渐完善,与其共同发展的智能控制系统也广泛应用于工业生产中,有效提高了工业生产的控制效果,在很大程度上促进了现代工业化的发展。智能控制在机电一体化系统中的运用,有效解决了机电一体化系统运行中突出的难题,保障了机电一体化系统在工业生产中的作用充分发挥。因此,智能控制在机电一体化系统中的应用受到各行各业以及学者的越来越多的重视,对其进行研究具有一定的现实意义。

一、机电一体化及智能控制概述

1、机电一体化的含义

所谓机电一体化,又称机械电子学,是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多支技术进行有机地结合,并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。

2、智能控制的含义

所谓智能控制,就是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术,是用计算机模拟人类智能的一个重要领域,主要面向比传统控制更为复杂、多样的控制任务和控制目的,为当今社会的发展带来了更为广泛的适应空间,解决了传统控制无法实现的复杂系统的控制。传统的控制只是智能控制中的一个组成部分,是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科,它的理论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。

二、机电一体化系统中智能控制的优势分析

1、具有完善性能的优越性

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,成了机械工业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。

2、提高工作效率与安全性

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。由人工操作不当引起的失误和损失就大大减少,工作效率就可以大大提高。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。

三、智能控制在机电一体化系统中的应用

1、智能控制在机械制造过程中的应用分析

在机电一体化系统中机械制造只非常重要的一个部分,而对于目前的机械制造技术来说,最为先进的技术就是将计算机辅助技术与智能控制进行有效的结合,使得机械制造技术逐渐的智能化。机械制造技术的智能化其主要目的就是利用计算机技术对人脑进行模拟,以其来代替一部分的脑力劳动,从而完成整个人类制造机械的过程。在智能化的机械制造的过程中,首先是由智能控制技术对神经网络系统进行利用,通过它对机械制造的实时情况进行动态模拟,然后再利用传感器的融合技术对采集而来的信息进行处理,同时对控制模式中的一些参数和数据进行修改。在机械制造的领域中智能控制的主要应用有机械制造系统的智能监控和检测、智能诊断机械故障、智能学习以及智能传感器。

2、智能控制在数控中的应用

随着科技的快速发展和我国市场化经济的不断变更,对于机电一体化系统的发展来说数控技术有着至关重要的作用,因此对于数控技术的要求也就越来越高,在实际操作的过程中,数控技术不但要有效的完成各种智能功能,同时还需要数控技术完成扩展、延伸以及模拟等一些全新的智能功能,从而可以通过利用数控技术来完成智能监控、智能编程以及对智能数据库的建立等一些目标,从而使得机电一体化系统在实际的操作过程中可以通过智能控制来完成一些目标,比如在对数控领域中一些算法不确定或者是没有明确结构的问题进行综合处理的过程中,可以通过利用推理规则对数控维修提供一定的数据和参考。

3、智能控制在机器人中的应用

机器人具有非常多的特性,其中最主要的就是非线性、时变性以及强耦合,而这些特征主要都是体现在机器人的动力系统之中。同时在机器人的控制参数系统当中,机器人具有多边变性以及多任务性的特征,而这些特征的存在是非常适合智能控制技术的应用。就目前的技术和发展来说,在机器人的实际操作过程中智能控制技术主要变现在四个方面,分别是对机器人的行走轨迹和行走路径以及跟踪等方面进行控制;对机器人手臂的姿态以及动作进行智能控制;有效利用专家控制系统对机器人的运动环境进行建模、监测、定位以及规划控制;对机器人的传感器信息融合和视觉处理进行智能控制。

4、锅炉的自动化控制

(1)智能仪表。智能仪表是在以继电器控制方法的常规仪表的基础上发展起来的,它克服了传统仪表方法中不能实现控制系统数据的远程交互和高级控制的弊端,让工控系统配备了有限的通讯功能,从而使其在功能上相较于传统的仪器仪表有了极大的飞跃。但是虽然智能仪表让工业锅炉在控制上变得更加“聪明”,但是从它一出生就携带了某些“基因缺陷”,即硬件维修上十分復杂,而且随着智能仪表的大规模应用,仪表价格也水涨船高,工业锅炉工控系统的成本也显著提高,智能仪表逐步失去了以往的性价比方面的优势,而逐渐被其他高级控制系统所取代。

(2)PLC控制。可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC。随着自动化控制技术的极速发展,以接触器—继电器的控制方法为基础,发展出来了一门全新的控制方法,即PLC技术。它是将微电子技术、自动化控制技术以及通信技术融为一体,是一种能广泛应用于工控领域的高可靠性的控制器。在PLC技术发展的早期,由于其高可靠性以及高性能,它主要应用于取代传统仪表或者智能仪表的控制方法。在PLC技术发展的历程中,它越来越全能,自身集合了通信联网、计数、计时、运动、步进、数模转换等控制能力。由于PLC显而易见的一些列优点,如编程容易(图形化语言)、控制器体积小、功能全面且强大、维护方便且组网快捷灵活,加之其高可靠性、高适应能力,使其在工业控制各个领域都获得了非常广泛的应用,如工业锅炉、冶金、化工、交通等等。

结语

随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展,我国的机电一体化技术越来越成熟,在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中,很多机电一体化应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征,给机电一体化的发展带来了很大的难题。智能控制系统的出现及应用,为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。因此,智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视。

参考文献:

[1]唐淑云.机电一体化技术在汽车制动系统中的应用分析[J].世界有色金属,2016(17):151-152.

[2]华爱琴.关于企业智能制造中机电一体化技术的发展分析与应用探讨[J].时代农机,2016(09):51-52.

[3]王阳,王玉倩.分析检测传感技术在机电一体化中现状、应用及其发展[J].黑龙江科技信息,2015(07):108.

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