導(dǎo)語(yǔ)：智能控制對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)更注重對(duì)機(jī)械方面的發(fā)展，而隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵得到了豐富，如何使機(jī)械實(shí)現(xiàn)柔性化和智能化發(fā)展成為技術(shù)研究人員探索的重點(diǎn)。智能控制技術(shù)為相關(guān)研究人員提供了便利，有助于相關(guān)研究工作的開(kāi)展。論文深入分析了智能控制技術(shù)的價(jià)值，并指出了智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的意義和現(xiàn)狀，提出通過(guò)加大研發(fā)力度、優(yōu)化應(yīng)用效果、擴(kuò)大應(yīng)用范圍等方式對(duì)2種技術(shù)進(jìn)行融合，旨在提升各行業(yè)的生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】智能控制；價(jià)值；機(jī)電一體化；應(yīng)用路徑

1引言

我國(guó)機(jī)電一體化的研究具有起步晚、發(fā)展快的特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)技術(shù)的要求逐步提升，科研人員必須強(qiáng)化相關(guān)工作的開(kāi)展，促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作，進(jìn)而在更大程度上提升我國(guó)科技水平。智能控制的核心就是掌握知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)，因此，智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點(diǎn)，通過(guò)將智能控制和機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行融合，必然會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)更加完善的目標(biāo)。為更好地將兩門技術(shù)融合，需要深入探究智能控制的理論知識(shí)和價(jià)值，并明確機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展方向，進(jìn)而明確二者融合的重要意義，并結(jié)合二者當(dāng)下的融合成果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)讓兩門技術(shù)深度融合的目標(biāo)，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2智能控制的價(jià)值

在國(guó)家大力支持科研工作開(kāi)展的新時(shí)期，各領(lǐng)域都在深入探索提升生產(chǎn)效率的途徑。自動(dòng)控制領(lǐng)域也在積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方向，力求讓相關(guān)技術(shù)向智能化方向發(fā)展。傳統(tǒng)自動(dòng)控制具有一定的局限性，在無(wú)法完成模型建立的情況下，無(wú)法對(duì)外界情況進(jìn)行感知和分析，且很難在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)繼續(xù)工作。而智能控制可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的不足，其主要價(jià)值如下：①具有不確定性模型優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些難以精確建模的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，智能控制可以通過(guò)擺脫數(shù)學(xué)模型，根據(jù)直覺(jué)推理、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及操作技巧等智能行為，對(duì)系統(tǒng)實(shí)施控制。②具有信息交流優(yōu)勢(shì)。通過(guò)智能控制技術(shù)，可以制造出新型信息輸入裝置和輸出裝置，此類裝置可以接受多種命令等形式的信息，與系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，并提升輸出能力。③具有非線性優(yōu)勢(shì)。智能控制可以解決傳統(tǒng)控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)高度非線性控制效果的問(wèn)題，并在功能上與傳統(tǒng)控制兼容，提升控制效果。④具有學(xué)習(xí)功能。智能控制可以實(shí)時(shí)監(jiān)控被測(cè)對(duì)象相關(guān)程序，并對(duì)已獲取的信息進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶，提升系統(tǒng)控制性能。⑤具有適應(yīng)功能。智能控制可以不依賴于模型而自適應(yīng)控制，即當(dāng)系統(tǒng)中某一部分出現(xiàn)故障時(shí)，也能進(jìn)行控制，當(dāng)系統(tǒng)智能程度極高時(shí)，甚至可以自動(dòng)找出故障并進(jìn)行排除。此外，當(dāng)系統(tǒng)輸入未學(xué)習(xí)過(guò)的例子時(shí)，借助插補(bǔ)功能，也可以給出適合的輸出結(jié)果。

3機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念

機(jī)電一體化是指將機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)進(jìn)行融合，進(jìn)而達(dá)到以信息技術(shù)為目標(biāo)，提高工作效率的效果，其中，信息處理技術(shù)是相關(guān)研究的關(guān)鍵部分。機(jī)電一體化的產(chǎn)品具有功能增多、體積減少、可靠性提高、節(jié)約能源等優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)代新技術(shù)革命的一大趨向。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖1所示。在科技高速發(fā)展的時(shí)代，為滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求，未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品將不再僅需要替代單一、程序化的人工勞動(dòng)，還要成為人類感官與智慧的延伸，實(shí)現(xiàn)智能化的目標(biāo)。因此，提升相關(guān)產(chǎn)品的智能化和柔性化水平以及企業(yè)生產(chǎn)效率成為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向。

4智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的重要意義

為更好地開(kāi)展機(jī)電一體化系統(tǒng)的研發(fā)工作，可以將智能控制應(yīng)用于相關(guān)工作中，以此實(shí)現(xiàn)讓技術(shù)代替人腦，提升工作效率，減少工作中因操作流程過(guò)于枯燥、細(xì)致等原因?qū)е虏僮魇д`的問(wèn)題。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制的重要意義如下。

4.1提高產(chǎn)品精度

在科技高速發(fā)展的時(shí)代，客戶對(duì)產(chǎn)品的精度提出了極高的要求，傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床中，雖然可以在一定程度上保證零件的精度，但依然無(wú)法滿足客戶要求。而通過(guò)使用智能控制技術(shù)，可以在多種智能化芯片的輔助下，實(shí)現(xiàn)保證生產(chǎn)效率的同時(shí)提高產(chǎn)品精度的目標(biāo)，進(jìn)而保障生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，滿足客戶的發(fā)展需求，還可以促進(jìn)我國(guó)科技水平的提升。

4.2減少人力投入

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)活動(dòng)中，往往需要大量的人力負(fù)責(zé)機(jī)床控制，對(duì)工作人員的工作能力、技術(shù)水平提出了較高要求，且為避免人工失誤，通常需要操作人員之間互相監(jiān)督，并在工作過(guò)程中長(zhǎng)期集中注意力，不僅需要提升操作人員的數(shù)量，還需增加其工作強(qiáng)度。而通過(guò)將智能技術(shù)融入機(jī)電一體化系統(tǒng)，可以減少人力投入。操作人員只需要具備簡(jiǎn)單的知識(shí)技能，進(jìn)行簡(jiǎn)單的流程調(diào)試工作，進(jìn)而可以在很大程度上減輕工作負(fù)擔(dān)。由此可見(jiàn)，智能控制技術(shù)的應(yīng)用，既可以保障生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又能優(yōu)化操作流程，避免人力資源的浪費(fèi)。

4.3提升元器件性能

通過(guò)融入智能控制技術(shù)，機(jī)電一體化系統(tǒng)中設(shè)備的元器件性能也可以得到優(yōu)化和提升，如顯示器件的分辨率可以得到提升，硬件裝置可以獲得更好的結(jié)構(gòu)模塊，且當(dāng)結(jié)構(gòu)模塊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以及時(shí)地修正，控制裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況等。通過(guò)提升元器件性能，可以使相關(guān)系統(tǒng)得到進(jìn)一步優(yōu)化，為工作人員提供更多便利，更深層次地滿足生產(chǎn)企業(yè)和客戶的實(shí)際需求。

4.4提升系統(tǒng)可靠性

智能控制技術(shù)可以有效地對(duì)設(shè)備運(yùn)行程序進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能，使其在運(yùn)行過(guò)程中更加安全可靠。

5智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀

就機(jī)電一體化的總體發(fā)展方向而言，智能控制的發(fā)展可以有效地加快其發(fā)展進(jìn)程。近年來(lái)，智能控制已經(jīng)在機(jī)器人、數(shù)控、機(jī)械制造等方面都得到了應(yīng)用，并取得了顯著成果，通過(guò)控制生產(chǎn)流程，使各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到優(yōu)化，滿足不同產(chǎn)品生產(chǎn)的要求，促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。當(dāng)前，智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的主要應(yīng)用如下。

5.1在機(jī)械制造中的應(yīng)用

在人工生產(chǎn)過(guò)程中，不僅對(duì)工作人員的數(shù)量和能力提出更高要求，且面對(duì)復(fù)雜化、機(jī)械化的生產(chǎn)工序，難免因疲勞而出現(xiàn)人工方面的問(wèn)題，如個(gè)別產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題、生產(chǎn)出現(xiàn)疏漏等，無(wú)法保障生產(chǎn)質(zhì)量。機(jī)械制造的水平代表著我國(guó)工業(yè)制造的水平，將智能控制與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)融入機(jī)械制造生產(chǎn)是當(dāng)下最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。智能控制技術(shù)可以在減輕工作人員體力勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，進(jìn)行腦力勞動(dòng)的模擬工作，在一定程度上替代腦力勞動(dòng)，完善機(jī)械制造過(guò)程，讓機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)一步向智能化方向發(fā)展，減少操作人員的工作任務(wù)，并保障生產(chǎn)工序安全可靠。智能控制技術(shù)可以對(duì)機(jī)械制造的過(guò)程進(jìn)行模擬，對(duì)獲取的信息進(jìn)行預(yù)處理并開(kāi)展參數(shù)修改工作。這樣，在整個(gè)機(jī)械制造的流程中，可以通過(guò)執(zhí)行已經(jīng)編寫好的程序，并在出現(xiàn)問(wèn)題的情況下將具體信息反饋到控制中心，通過(guò)分析處理進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整和修改工作，進(jìn)而采取科學(xué)的處理方案，避免事故的影響擴(kuò)大，保障機(jī)械生產(chǎn)能夠安全進(jìn)行。

5.2在數(shù)控技術(shù)中的應(yīng)用

在科技發(fā)展的過(guò)程中，數(shù)控技術(shù)的重要性逐漸得到了體現(xiàn)，其核心就是保障產(chǎn)品加工的精度。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，雖然可以通過(guò)數(shù)控技術(shù)提升加工精度，但其在進(jìn)行高度復(fù)雜和精密的零件加工中，還存在一定的不足，而將智能控制應(yīng)用于數(shù)控技術(shù)中，可以建立更加科學(xué)高效的操作平臺(tái)。因此，必須強(qiáng)化對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)，在完善其現(xiàn)有智能功能的同時(shí)，開(kāi)發(fā)出更多的新型智能功能，進(jìn)而優(yōu)化機(jī)械加工過(guò)程，通過(guò)盡可能多地模擬人類智能，實(shí)現(xiàn)智能數(shù)控技術(shù)編程、智能化數(shù)據(jù)管理等，為工作人員帶來(lái)便利。例如，可以利用智能控制專家系統(tǒng)解決數(shù)控領(lǐng)域中難以確定的算法問(wèn)題，輔助技術(shù)人員開(kāi)展工作，也可以通過(guò)智能控制推理規(guī)則對(duì)數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)故障進(jìn)行推理，協(xié)助維修人員進(jìn)行工作。此外，可以利用智能控制系統(tǒng)輔助數(shù)控機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析，以此提升零件產(chǎn)品加工的精度。

5.3在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

目前工業(yè)上使用的90%以上的機(jī)器人都不具備智能化特征，智能機(jī)器人具有較強(qiáng)的系統(tǒng)綜合性，需要具備動(dòng)態(tài)規(guī)劃、環(huán)境感知等能力，可用于醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、消防等領(lǐng)域。為更好地提升生產(chǎn)、教育、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域的工作效率，各國(guó)都在強(qiáng)化智能機(jī)器人的研發(fā)工作。通過(guò)將智能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化中，可以實(shí)現(xiàn)制造智能機(jī)器人的目標(biāo)，具體體現(xiàn)在智能機(jī)器人參數(shù)控制系統(tǒng)中。智能機(jī)器人可以將傳感器作為“感覺(jué)器官”，并將控制器作為“大腦”，并利用輸出裝置對(duì)機(jī)器人的“身體”進(jìn)行控制，機(jī)械部分接受主控系統(tǒng)的控制信號(hào)作出相應(yīng)行動(dòng)，調(diào)整手臂姿態(tài)、行走路徑等，進(jìn)而在缺乏人為干預(yù)的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，更好地滿足人們的工作和生活需求。

5.4在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，伺服系統(tǒng)可以精確跟隨或浮現(xiàn)輸入過(guò)程，其組成如圖2所示。交流伺服系統(tǒng)在工作過(guò)程中，易受載荷影響，具有時(shí)變性，即其參數(shù)隨時(shí)可以改變，且交流電動(dòng)機(jī)與被控對(duì)象也存在非線性因素的問(wèn)題。通過(guò)將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于其中，可以借助其非線性優(yōu)勢(shì)、信息交流優(yōu)勢(shì)與不確定模型優(yōu)勢(shì)，提高交流伺服系統(tǒng)的性能，保障機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖2伺服系統(tǒng)的組成

6提升智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用有效性的路徑

通過(guò)上述分析可知，在未來(lái)的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制必然占據(jù)核心地位，因此，當(dāng)下各相關(guān)領(lǐng)域都在強(qiáng)化對(duì)智能控制技術(shù)的研究，以此加快其發(fā)展速度。在科技的推動(dòng)下，智能控制系統(tǒng)必然以更加完善的功能促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展。為更好地將兩門技術(shù)進(jìn)行融合，需要深入探索提升應(yīng)用效果的路徑，主要方法如下：①加大研發(fā)力度。智能控制技術(shù)是一門剛剛得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)，因此，其實(shí)際開(kāi)發(fā)尚且存在一定不足。為更好地進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，必須加大研發(fā)力度，更好地提升智能控制系統(tǒng)的理論研究水平，并將理論知識(shí)用于科研實(shí)踐，推進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。②擴(kuò)大應(yīng)用范圍。在當(dāng)下的機(jī)電一體化領(lǐng)域中，雖然在一定程度上融入了智能控制技術(shù)，但依然有很多方向尚未將智能控制技術(shù)應(yīng)用其中，因此，必須擴(kuò)大智能控制技術(shù)的應(yīng)用空間，以此提升相關(guān)技術(shù)的研究效果，進(jìn)而提升兩門技術(shù)融合的有效性。③優(yōu)化應(yīng)用效果?？萍急厝惶幱诎l(fā)展過(guò)程中，雖然當(dāng)下智能控制技術(shù)已經(jīng)在數(shù)控機(jī)床、交流伺服系統(tǒng)等多方面得到應(yīng)用，并取得較好效果，然而，研究人員依然需要繼續(xù)在相關(guān)方向開(kāi)展研究，進(jìn)而進(jìn)一步提升相關(guān)技術(shù)的完善程度，優(yōu)化系統(tǒng)性能，促進(jìn)科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

7結(jié)語(yǔ)

智能控制憑借其獨(dú)特價(jià)值在現(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到了有效的運(yùn)用，為社會(huì)生活生產(chǎn)帶來(lái)了便利。而智能控制技術(shù)在發(fā)展和完善的過(guò)程中，必然會(huì)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到更加廣泛的應(yīng)用，對(duì)我國(guó)的生產(chǎn)制造產(chǎn)生更深入的影響，為更多行業(yè)帶來(lái)便利，改善人們的生活。因此，相關(guān)部門必須加大對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究力度，擴(kuò)大智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍和提升技術(shù)應(yīng)用效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)促進(jìn)科技長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】何琪.智能控制技術(shù)推動(dòng)下的機(jī)電控制教學(xué)改革研究———評(píng)《機(jī)電控制技術(shù)導(dǎo)論》[J].材料保護(hù),2020,53(8):168.

【2】涂杰.機(jī)械一體化系統(tǒng)的知識(shí)體系及項(xiàng)目應(yīng)用———評(píng)《機(jī)電一體化技術(shù)》[J].林產(chǎn)工業(yè),2019,46(4):68.

【3】王凱.基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的機(jī)床機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].粘接,2020,43(9):145-148.

【4】劉志勇,竇勇.2019面向人工智能的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)專題前言[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2019,56(6):1133-1134.

【5】王成勤,李威,孟寶星.智能控制及其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓,2008(8):280-282+300.

【6】曲百峰.探討機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2013(20):33.

【7】董勇,謝士敏.機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用體會(huì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2011(10):93.

【8】李文,歐青立,沈洪遠(yuǎn),等.智能控制及其應(yīng)用綜述[J].重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,18(3):376-381.

【9】李航,孫厚芳,袁光明,等.智能控制及其在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005(1):35-39.

【10】汪木蘭,陸紅偉,嚴(yán)愛(ài)珍.人工智能技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2001(9):18-19+42.

作者：薛小晶 單位：江蘇省南通科技職業(yè)學(xué)院