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智能控制在机电一体化系统中的应用

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【摘要】

本文针对智能控制在机电一体化系统中的应用进行分析,希望能完善我国机电一体化系统。

【关键词】

智能控制;机电一体化系统;实际应用

1机电一体化系统概述

1.1含义机电一体化系统又称机械电子学,是一项综合性技术,在实际生产生活中有着广泛应用。机电一体化系统包含多种技术,主要有信息技术、机械技术、传感器技术、接口技术等。

1.2基本内容机电一体化系统基本内容主要包括六个方面,分别是:机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术以及伺服传动技术。另外,机构组成、运动组成、感知组成以及智能组成四个要素构成了机电一体化系统。

2智能控制概述

2.1含义所谓的智能控制就是指在无人操作的情况下智能设备能够完成既定的控制目标的一项自动控制技术,主要通过计算机模拟人类智能完成基本操作的形式。与传统人工操作相比更为便利,能降低传统控制的难度和复杂性,有着广阔的发展前景。传统控制是智能控制中的一项重要组成部分,是促进智能控制快速发展的基础。同时智能控制包含多个学科的理论知识,是多个学科相互交叉相互促进的结果。

2.2特征智能控制是一个复杂的过程,具有多个显著地特征。首先智能控制的核心在高层控制,具有非线性,除此之外,智能控制还具有变结构。其次为了满足现代社会的发展,智能控制要满足多样化目标的高性能需求,寻求自身的最优。最后,由于智能控制尚处于起步阶段,还是一个新兴的研究领域,未来会有广阔的发展前景。

2.3发展趋势智能控制发展至今已具备学习、组织、适应性等功能,在机电一体化系统中会有广泛的应用。目前智能控制在机电一体化系统中应用的最普遍的技术分别为遗传算法、专家系统和神经网络,在各个领域中的应用相互促进共同发展。尽管智能控制在国内外有着广泛的应用,对该技术的研究也越来越深入,但作为一门新兴的理论技术仍然有较长的一段发展过程,相信随着计算机技术与人工智能技术的发展,智能控制会进入一个新的发展时期。

3智能控制在机电一体化系统中的应用

3.1数控领域的应用目前数控领域对技术提出了较高的要求,不仅要具备较高的性能,同时还要具备智能功能,如要具备对外界环境的感知、自组织、自识别、自修复等多种智能功能。许多功能可以通过运用经典控制理论建立相关模型得到,但也有很多功能无法通过运用经典控制理论得到,应用智能控制就得达到理想的效果。例如在实际操作中可以应用模糊理论诊断数控机床中的故障并实现优化控制,同时还可以调节数控中的某些参数使其符合规定标准。同时也可以利用人工神经网络对数控系统进行故障诊断和插补计算,利用自身的功能调节数控系统位置环软件增益。插补计算作为数控系统中的核心模块,在零部件加工过程中根据起点、中点以及速度在中间插入中间点的过程。

3.2机器人领域中的应用由于机器人对技术有着较高的要求,强耦合、时变的动力学要求,多信息的传感器信息、多量变的控制参数、多任务的控制任务要求等都特性只有智能控制的应用才能满足。智能控制在机器人领域中的应用并不是单方面的,而是广泛应用于机器人行走过程中的自主避障、手臂动作规划、姿态控制等多个方面。模糊控制、专家系统技术和人工神经网络技术在机器人领域中的应用逐渐成熟,在未来发展中会得到很好验证。具有自学习和非线性映射能力的神经网络在机器人领域中应用较多,其中在多自由度机械臂的现场学习控制的应用最为显著。神经网络可对传入到传感器中的信息进行整合,使提供的信息能更好的为机器人制造服务。模糊控制因其自身的鲁棒性,所以在机器人路径规划和控制方面应用较多。相比之下免疫算法有所不同,主要应用于移动机器人的路径规划当中,提供了一种更为优化的控制技术。智能控制在机电一体化系统应用中可以将多种技术或将传统控制与智能控制相结合的方式,其思想归结于取长补短。在实际应用中已经有了模糊控制和神经网络控制的结合、变结构和模糊控制结合等多种情况,必然会吸收两种技术的优势,促进机电一体化系统的发展。

3.3机械制造中的应用机械制造作为机电一体化系统中的重要组成部分,其自身发展状况对机电一体化系统具有重要作用,而智能控制与计算机技术相互结合作为机械制造最先进的制造技术,是机械制造的主要发展方向。智能控制融合计算机技术的目的是为了利用计算机先进的水平能够取代一部分的脑力劳动,不仅能够减少人工投入成本还能实现基本的机械制造活动。与此同时神经网络系统会根据机械制造的实际情况进行动态分析,还能根据提供的数据进行模拟制造,通过传感器对收集的信息进行预处理,根据信息处理的结果调整模拟参数,使智能控制在机械制造中发挥最大的优势。与其他领域相比智能控制在机械制造中应用的最多,主要包括判断机械故障、检测动态数据以及智能学习等多个领域。

3.4建筑工程中的应用智能控制在建筑工程中的应用处于起步阶段,所以应用领域较少,主要有两方面的应用:首先是在建筑物照明系统中的应用。通过将计算机和通信的联网实现对照明系统的控制,控制范围分为不同时段,智能控制内容包含照明时间、照明系统的节能程度,同时还会依据照明的逻辑进行调整控制。其次是对建筑物空调的控制。因为冬季与夏季空调发挥的作用不同,所以要通过比例积分调节器闭环对空调的模式进行设置,满足人们在不同季节对空调的需求。智能控制的主要目的是为了调节空调的风阀,使得建筑物内空调设置既能满足人们生产生活需求,同时还能最大程度上减少浪费和污染,为我国实现可持续发展奠定坚实的基础,同时也会促进智能控制在多个领域中的综合应用。

4结语

智能控制在机电一体化系统中的应用有效避免了传统控制的劣势,是未来机电一体化系统发展的主要趋势,有广阔的发展前景。如何提高智能控制在机电一体化系统中的应用水平是人们一直探讨的话题,相信经过人们的探索和努力,实现机电一体化系统的高度智能化已经逐渐逼近。

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):308~308.

[2]魏军涛.浅谈智能控制在机电一体化系统中的应用[J].建材与装饰,2015,(33):245~245.

[3]李丽艳.探究智能控制在机电一体化系统中的应用[J].中国新技术新产品,2013,(11):189~189.

作者:汪国庆 单位:湖北新产业技师学院 咸宁职业教育(集团)学校

智能控制在机电一体化系统中的应用责任编辑:杨雪    阅读:人次