智能控制在機電一體化系統(tǒng)的作用

時間:2022-10-13 03:41:45

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智能控制在機電一體化系統(tǒng)的作用

隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進步,我國機電領(lǐng)域的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變成智能化、自動化、一體化和集成化。以機械、電子信息等諸多技術(shù)為依托融合,使機電設備的自動化控制得以顯著提升,智能控制在機電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮著日益顯著的作用。文章從機電一體化系統(tǒng)中智能控制的概念和系統(tǒng)特點入手,探索了智能控制在多領(lǐng)域中的應用。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,市場經(jīng)濟中各行業(yè)的競爭愈發(fā)激烈,為提升自身競爭力,加速企業(yè)轉(zhuǎn)型已成為當前企業(yè)的工作重心。近幾年,我國機電一體化系統(tǒng)已漸趨完善,但實際操作過程中仍有一定的弊端,不確定性、多層次性及非線性等在農(nóng)業(yè)及工業(yè)中有一定的存在,給機電一體化系統(tǒng)的應用帶來不便。智能控制是為解決上述問題產(chǎn)生的,不僅促使機電一體化行業(yè)快速發(fā)展,還提升了操作效率。

1機電一體化系統(tǒng)中的智能控制

1.1機電一體化系統(tǒng)機電一體化系統(tǒng)就是所謂的新興微電子技術(shù),該技術(shù)融合了機械、信息、電工、微電子、傳感器等,其構(gòu)成包括軟件(通信、微機及電子技術(shù))與硬件(電子元件、機械設備、計算機設備)兩部分。機電一體化系統(tǒng)應用于機電一體化產(chǎn)品及執(zhí)行系統(tǒng),其構(gòu)成包括信息處理構(gòu)件、電力供應構(gòu)件、控制、執(zhí)行及機械構(gòu)件??傊瑱C電一體化系統(tǒng)是一種綜合性的功能化技術(shù),可以高效的降低能源損耗,提高生產(chǎn)精度。1.2智能控制智能控制技術(shù)涵蓋了多個學科,如計算機、物理、數(shù)學等,智能控制屬控制理論的發(fā)展階段,彌補了之前的不足和缺陷,能夠解決更為復雜的任務與目標。智能控制是在計算機及通信技術(shù)等的基礎(chǔ)上從非線性控制方面進行的無人化、自動化及智能化控制,是組成機電一體化系統(tǒng)的重要部分,將智能控制應用到機電一體化受到了越來越多的青睞。應用智能化控制能夠顯著降低企業(yè)的運營與生產(chǎn)成本,提升生產(chǎn)及管控中的經(jīng)濟收益。

2機電一體化系統(tǒng)的特點

一般來講,可以用以下幾個內(nèi)容來概括機電一體化系統(tǒng)的特點,具體如下:其一,綜合性特點。機電一體化系統(tǒng)屬于復合型技術(shù),其核心內(nèi)容包括控制理論、信息理論及系統(tǒng)理論,機電一體化系統(tǒng)涵蓋了4個功能,即管理、控制、機械、檢測??偟膩碇v,機電一體化系統(tǒng)就是融合了機械技術(shù)和微處理技術(shù)并進行使用的一種新技術(shù);其二,智能性特點。機電一體化系統(tǒng)的應用使機械處理表象得以改善,微處理技術(shù)改變了傳統(tǒng)控制方式,使得控制精度提升。儀表與傳感器是構(gòu)成該系統(tǒng)中的主要機械結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)與設置系統(tǒng)參數(shù),控制機電一體化系統(tǒng)發(fā)揮其不同的性能,使機電一體化系統(tǒng)的應用更寬泛。通過系統(tǒng)中的信號發(fā)射裝置和傳感器收集數(shù)據(jù)及參數(shù),中央處理器接收到數(shù)據(jù)及參數(shù)做智能化處理;其三,完整性特點。系統(tǒng)主要涵蓋了傳感器、動力及傳動系統(tǒng)、微處理器、執(zhí)行構(gòu)件等,機電一體化系統(tǒng)屬于一類較為完善的機械系統(tǒng),通過改進傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上整合多種技術(shù),如智能測量、微處理及通信技術(shù)等,不斷的融合改進,促使機電一體化系統(tǒng)能夠為機械制造業(yè)、設計業(yè)、控制領(lǐng)域等提供更好的服務。

3智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用分析

將以科學技術(shù)為依托的智能控制整合進機電一體化中并使其慢慢代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械操作方式,使得機電一體化系統(tǒng)朝著智能化發(fā)展,逐步完成新技術(shù)轉(zhuǎn)型,走向智能化新的領(lǐng)域。智能控制的應用簡化了系統(tǒng)的操作流程,且控制更為精準,能最大程度降低因為人的操作造成的差錯并減少了因此帶來的生產(chǎn)質(zhì)量問題,安全性更高。機電一體化系統(tǒng)作為工業(yè)發(fā)展的基本保障,改進并整合了機械、微電子技術(shù)的機電一體化系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)的安全控制目標,就機電一體化系統(tǒng)所要完成的目標和任務來看,發(fā)展智能控制是其實現(xiàn)高效運轉(zhuǎn)的必然結(jié)果,智能控制水平對整個機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展有著決定性作用,智能控制的水準越高,機電一體化的整體水平隨之越高,反之亦然。近幾年,智能控制已經(jīng)在機器人領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)、機械制造等行業(yè)中有了一定的應用且成果顯著,智能控制通過綜合且全面性的控制整個生產(chǎn)環(huán)節(jié),統(tǒng)一安排并進行生產(chǎn)行為,使得各生產(chǎn)環(huán)節(jié)更為緊密,能夠滿足不同產(chǎn)品或相同產(chǎn)品的參數(shù)要求,切實可行的實現(xiàn)智能控制,使其真正的應用到實際生產(chǎn)生活中,體現(xiàn)了智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用價值,提高了生產(chǎn)效率,從而促使機電一體化系統(tǒng)能夠不斷發(fā)展與完善。3.1智能控制在機械制造過程中的應用分析。機械制造是機電一體化系統(tǒng)應用中相當重要的組成部分,相較于當時的機械制造技術(shù),機電一體化系統(tǒng)作為當前最先進的技術(shù),將計算機輔助技術(shù)和智能控制技術(shù)有效的進行了整合,從而促使機械制造技術(shù)朝著智能化發(fā)展。智能化機械制造的使用原理是利用計算機技術(shù)進行人腦模擬,在人工生產(chǎn)過程中會耗費大量人力,而且生產(chǎn)、加工、挑揀等工序復雜,人工生產(chǎn)中難免會出現(xiàn)差錯,如產(chǎn)品的合格檢出,生產(chǎn)疏漏等。危險性高,耗費體力等較困難的工作更適合機械完成。隨著機電一體化智能水平的提高,機器替代部分的腦力勞動,完成制造機械的過程。在智能化機械制造過程中,為節(jié)約成本,很多東西需準確預測,智能控制技術(shù)就成功解決了這一難題,一般通過智能控制技術(shù)先對神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)進行控制,動態(tài)模擬機械制造實際運轉(zhuǎn)的情境,其后利用傳感器融合技術(shù)加工并處理采集到的信息,同時修改并調(diào)整控制模式中的某些參數(shù),整合、然后處理。這些技術(shù)的不斷運用,成就了智能控制技術(shù)更好的控制性和對環(huán)境的適應性,促進了機電一體化的高度智能化。3.2智能控制在數(shù)控中的應用。隨著我國人才市場的擴大以及市場經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國的科學技術(shù)也不斷進步與發(fā)展,近年來,智能技術(shù)的發(fā)展尤為耀眼。目前,智能化發(fā)展已經(jīng)邁向了新的臺階,在實際的生產(chǎn)中,將數(shù)控技術(shù)應用到機電一體化系統(tǒng)中的技術(shù)已相當成熟,且數(shù)控技術(shù)對機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展有極為重要的意義。數(shù)控技術(shù)在實際生產(chǎn)中的重要性越來越高,因此,生產(chǎn)對數(shù)控技術(shù)的要求也隨之增加,數(shù)控技術(shù)在實際應用中不僅需要高效的完成各項智能功能,還需通過擴展、延伸及模擬等方式完成一些新的智能功能,通過數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控以及對智能數(shù)據(jù)庫的建立等目標,由此可以保證在實際操作中的機電一體化系統(tǒng)能夠通過智能控制實現(xiàn)并完成一些目標的控制。使用智能控制系統(tǒng)將多個RISC芯片及CPU處理單元加至已有的數(shù)控系統(tǒng)中促使數(shù)控機床能更好的對零件結(jié)構(gòu)進行分析,提升加工精度。例如,針對數(shù)控領(lǐng)域中常見的結(jié)構(gòu)不明確或難以確定的算法等問題,可以借助專家系統(tǒng)進行綜合性解決;針對數(shù)控現(xiàn)場的出現(xiàn)的某些數(shù)控故障,可以通過推理規(guī)則進行有效的推理,進而獲得有效的指導性建議,協(xié)助維修人員對數(shù)控機械進行修護等。3.3智能控制在機器人中的應用。智能移動機器人系統(tǒng)的綜合性較強,包括行為動態(tài)決策與規(guī)劃、控制與執(zhí)行及環(huán)境感知等,在科技領(lǐng)域中相當活躍。隨著技術(shù)的發(fā)展與完善,該系統(tǒng)的應用范圍愈加廣泛,常見于醫(yī)療、國防、服務業(yè)、農(nóng)工業(yè)等領(lǐng)域,在救援、搜捕等場所中可代替人類工作,降低人員傷亡。主要類型有家庭機器人、醫(yī)學機器人、軍事機器人、太空機器人。智能控制技術(shù)讓智能機器在無人干預的條件下實現(xiàn)自動控制,提高了社會工作效率,加快了社會發(fā)展進程。體現(xiàn)在機器人動力系統(tǒng)中的諸多特性,包括非線性、時變性和強耦。在機器人控制參數(shù)系統(tǒng)的系統(tǒng)特征鮮明且適于智能控制技術(shù),具多邊變性及多任務性。根據(jù)目前的智能控制技術(shù)的發(fā)展來看,在機器人實際操作中,其智能控制技術(shù)主要從4個方面體現(xiàn),分別是對機器人手臂的姿態(tài)以及動作進行智能控制;對機器人行走的軌跡以及行走的路徑和跟蹤等方面控制;對機器人的傳感器信息融合和視覺處理進行智能控制;有效利用專家控制系統(tǒng)模擬機器人的運動環(huán)境,實時定位、監(jiān)測并規(guī)劃控制好運動環(huán)境。3.4智能控制在建筑中的應用。智能控制在建筑中的應用主要體現(xiàn)在2個方面,包括照明通信系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟水平及科學技術(shù)的發(fā)展,人們生活質(zhì)量的水平也得以提升,智能應用已成為生活中必不可少的一部分,因此,智能建筑也隨之成為了主流。我們所說的智能建筑即為利用信息技術(shù)等實現(xiàn)對建筑的智能化控制,其中,照明通信系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)是建筑中最常見的智能控制的應用。照明通信系統(tǒng)即指照明系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的整合,照明系統(tǒng)一般指通過新技術(shù)實時控制建筑群的照明,控制的內(nèi)容主要包括照明的區(qū)域、時間、照明邏輯及照明系統(tǒng)的節(jié)能燈方面。通信系統(tǒng)指的是小區(qū)內(nèi)部的互聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng),通過控制器實現(xiàn)對用戶通訊線路的控制與檢測,保證一旦線路出現(xiàn)故障,能夠?qū)€路進行智能化的快速檢修,還可進行實時維護,確保通訊系統(tǒng)更加安全與便捷;針對空調(diào)系統(tǒng)的智能控制,是通過比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)對四季的溫度進行模擬,智能的控制并調(diào)節(jié)空調(diào)風閥,不僅能有效改善了內(nèi)部空氣質(zhì)量,還盡可能的減少了能源浪費。

綜上可知,隨著市場經(jīng)濟及科學技術(shù)的快速進步,為了能夠提供更好的服務,適應工作環(huán)境和任務要求,需要不斷改進機電一體化系統(tǒng)并完成轉(zhuǎn)型。然而,智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用解決了各種操作難題,不但提高了工作效率,還減少了工作人員的體力及腦力勞動,促進了機電一體化系統(tǒng)迅猛且快速的發(fā)展并高效的轉(zhuǎn)型,使其有了質(zhì)的飛越,有助于長遠健康的發(fā)展。

作者:邊金田 單位:鄂爾多斯理工學校