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摘要: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。只有发现到系统中的不足,不断改进,解决问题,才能确保机电一体化在我国的重要地位不动摇。
关键词:机电一体化;智能控制;应用
1关于机电一体化以及智能控制的一些概念。
1.1机电一体化的概念及内容。
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。
机电一体化的基本内容包括以下几个方面:一是机械技术,二是计算机与信息技术,三是系统技术,四是自动控制技术,五是传感检测技术,六是伺服传动技术。
1.2智能控制的含义及特征。
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。
智能控制具有以下特征:一是智能控制的核心在高层控制,即组织级;二是智能控制器具有非线性特性;三是智能控制具有变结构特点;四是智能控制器具有总体自寻优特性;五是智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求;六是智能控制是一门边缘交叉学科;七是智能控制是一个新兴的研究领域。
2智能控制系统的应用分类
在机电一体化技术的发展中,智能化技术的应用是非常关键的一个环节。甚至可以认为,智能控制系统的应用状况是否良好是决定机电一体化系统性能高低的关键。就目前的技术发展现状来看,在机电一体化系统中使用较多的智能控制系统类型大致有以下几种:
2.1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。
2.2专家控制系统
是在把人的知识、经验和技能汇集在计算机系统中后按照相应的指令程序来操作运行的控制系统,其所涵盖的诸多理论知识在智能控制执行任务时发挥了很大作用,提高了控制系统的应用性能。
2.3.分级递阶智能控制系统
是在自组织控制及自适应控制的基础上通过所关联的组织级、执行级以及协调级发挥的作用实行运行的。
2.4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。它通过运用人工神经元、神经细胞等构成的模式来实行其非线性映射、分布处理、模仿人的智能等主要功能的发挥,具有自适应控制、自组织控制以及大幅度并行处理等优势。
3智能控制在机电一体化系统中的实际应用
3.1机械制造中的智能控制
机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分,当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合,向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动,从而模拟人类制造机械的活动。以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法,在机电一体化系统的制造过程中形成了新行的机械制造工艺,并不断向智能制造系统方面发展。智能控制在机械制造中的应用领域包括:机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题,利用神经网络和模糊数学的方法,建立制造过程的动态模型,并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作,对残缺不全的信息进行及时有效处理。
3.2数控领域中的智能控制
随着科学技术的发展,我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求,不仅需要完成很多的智能功能,还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能,从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标,运用智能控制技术可以实现这些目标。数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求,尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面,如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等,必须能进行自适应控制、自组织控制等,智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题,取得良好的成效。
4智能控制在机电一体化系统中应用的优势分析
4.1完善机电一体化系统的性能
智能控制系统与传统自动化控制系统相比,对机电一体化的性能修饰的更加完善,成为机械工业及微电子工业未来的发展方向。智能控制的性能优势在于采用简单的控制模式,节省中間模型的分析部分,能够对外界环境进行准确的判断,并且对其变化趋势进行掌握,根据变化情况进行调控,形成统一的控制指令。机电一体化在智能控制系统的帮助下通过控制器对外部环境进行控制,提高了工作效率和精确度,使整个系统工作更加快捷。
4.2提高机电一体化系统的工作效率
机电一体化应用智能控制系统后,可通过系统设备发出的命令编码进行自动工作,可以避免因人为操作失误而造成不必要的损失,减少工作中的失误损失,提高工作完成质量及工作效率。智能控制系统的应用还节省的人力,在其运作下,只需人为输入指令就可按照系统设定的流程顺序进行接下来的工作,节省人的工作时间,最大程度上的提高整个系统的运行效率,保证工作的高效进行。
4.3增加机电一体化系统的可靠性
机电一体化中智能控制系统的工作都是按照编码程序设定好的,只需人力输入指令就可进行工作,其余工作完全按照流程顺序进行,只要程序编码没有出现错误,那么整个系统就会正确运行。智能系统的这种智能运作系统可以合理地调控设备中的结构或运行程序,可以最大程度的保障机电一体化系统的安全可靠性。
5结束语
随着我国经济突飞猛进的发展,智能控制技术已经广泛运用在了机电一体化坏系统当中,在建筑工程、数控技术、机械制造及交流伺服系统中发挥出不可磨灭的作用,并且逐渐成为我国新时期的发展方向。智能控制技术发展迅速,打破了机电一体化的传统控制理念,不仅提高了工业生产的质量及效率,还对改善了人们的生活环境。虽然智能控制技术发展迅速,但是仍处于起步阶段,在有些方面还不够完善,这就需要研究人员不断进行探索研究,将其与我国的机电一体化系统紧密联合起来,共同促进我国的工业发展,推动我国的经济又好又快的积极发展。
参考文献:
[1]晏建新.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].中国科技博览,2011(30).
[2]汪伟珍.人工智能技术在数控系统中的应用研究[J].现代控制技术,2009,17(3):47-49.