机电一体化系统中智能控制的应用研究

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　　摘要：随着我国经济水平的不断提高，各行各业的竞争力逐渐加大，市场经济环境变得日益复杂。在这一经济发展背景下，各个行业只有不断优化自身的缺点、完善自己，才能在激烈的竞争中屹立不倒。机电一体化系统是我国应用范围最广的系统，对于一个工业大国来说至关重要，所以对于机电一体化系统的发展，我们要不断改进其不足，提高其可靠性与高效性。
　　关键词：机电一体化系统;智能控制;应用
　　1机电一体化系统与智能控制
　　1.1机电一体化系统
　　我们通常所说的机电一体化系统，就是指最近兴起的一种用于微电子方面的技术，这个系统有机地对多项技术进行融合，其中就包括了机械、信息、电工、微电子、传感器等多项技术，依靠包括机械设备、计算机设备与电子元件在内的多项硬件构成，并依赖电子、微机还有通信等多项操作用于系统的软件构成，管控用于生产的系统还有设备。
　　我们将大部分应用于机电一体化成品和执行一体化的系统称为机电一体化系统，这个系统主要由五个部分构件所构成，一是信息处理的构件，二是控制的构件，三是用于供应电力的构件，最后还有机械的构件和用于执行的构件。这个系统的应用在于可以很大程度的减少能源损耗，提高生产的精细程度。所以可以说是一种综合性的功能性技术。
　　1.2智能控制
　　智能控制，就是在非线性的控制方面，通过基于计算机和通信等多项技术，实现的自动无人化以及智能的控制。在机电一体化系统的诸多组成部分中，智能控制是极为重要的一环，正是因为智能控制在性能这一方面拥有无与伦比的优异性，人们也更加的喜爱智能控制。日常生活中使用机电的一体化系统的智能化控制的现象也愈发寻常。生产企业得益于智能化控制，使得他们的运营成本大幅度降低，并且在生产还有管控等过程中的利润收益都得到了极大的提升。
　　2机电一体化系统中智能控制的具体应用
　　2.1机电一体化系统中智能控制在機械制造中的应用
　　智能控制是当下机电一体化的发展方向。智能控制可以模拟人的脑力劳动、动作以及专家的一系列智能活动，为我们提供更好的服务。机械制造是机电一体化系统中的重要环节之一，在机械制造中对智能控制的应用，可根据智能控制中的数据得出相关的结论，可以利用数学理念以及神经网络系统监控整个机械制造的过程，构建动态、立体的环境建设模型。智能控制在机械制造中的应用，实现了智能学习、智能诊断、智能监控、智能传感器等方面技术的融合，推动了机械制造的数字化进程。
　　2.2机电一体化系统中智能控制在机器人研发中的应用
　　智能控制在机器人研发中的应用越来越广泛，机器人技术是当下高端技术之一。对机器人行为的控制，核心是要实现动力学控制，动力学理论具有非线性、实时变化性、高内聚性的特点。比如对于双足行走的机器人，我们可以将其看作动态二级倒立摆，体现了非线性的特点。在机器人的研发中还涉及繁杂的传感器信息数据，而机器人的控制系统属于多变量系统，具有较高的复杂性，要想机器人的平衡行动得到保障，就要同时执行多个命令，比如平衡调整命令、躲避障碍命令、规划动作命令等。传统的控制系统由于自身限制无法实现对机器人的全方位控制，而机电一体化系统中智能控制有效地弥补了传统控制系统存在的不足。
　　2.3应用在GPS农业机械系统中
　　随着机电一体化系统的不断完善，农业机械领域也运用了智能控制技术，使农业作业效率大大提升。要想农业机械的工作更加完美，绝对离不开GPS的应用。使用GPS定位系统，同时利用信息技术，可以将各种气候、各种地区的农作物的产量和农作物的其他信息采集起来，制作数据表格来作为农业方面的研究。将信息技术与GPS相结合，使GPS有着更加强大的功能，它可以将农业机械的位置坐标、农业现场的三维图像等等以电子信息的形式展现出来。有时候大型农业作业需要很多的农业机械来集体运作，GPS定位将在这个过程当中发挥极大的作用。
　　2.4在数控领域的应用
　　对于数控领域需求来说，数控机床的控制需求主要是依赖于传统的经典控制来建立部分模型，然而在模糊信息中，对于以往的经典控制离乱，没办法通过其进行建模，就是因为建模的一个条件是需要高准确度的信息，模糊推理规则的构建，模糊控制的实现，数据精确程度的降低，还有对加工步骤的不断改善，降低机床对运行环境的条件都是智能控制的应用。模糊理论，能够在数控系统中，通过轻微调节参数，有效地提高数控机床的性能，尤其是在适应性这一方面。而这一理论的基础，就是一体化系统中的一个部分，即智能控制。
　　数控加工在算法方面有许多妙处，而插补计算就是其核心之一，然而在现实的计算过程中我们往往需要取点加工信息，见的最多的加工信息就是包括多个方面，即起点、终点、线型等，在以往的加工系统中，位置软件在调控增益方面的表现往往不尽人意，依据现有的技术条件，我们可以凭借人工神经网络的控制，并依靠对智能控制技术的应用，能够达到极度接近任意困难水平的非线性函数。而同样的，机电一体化系统中智能控制技术中的专家系统，还能够对数控加工过程中不明确的推理问题进行简易推理。另一方面，遗传进化系统也有很大能耐，如对路径的提早预测，还有对其的动态反馈和美化加工。
　　2.5在煤矿机电一体化系统中的应用
　　在煤炭领域，机械出现故障的概率要远远高过其他领域，而这正是因为其工作条件相对恶劣，由此也降低了生产效率，增加了机械的故障发生概率。但随智能控制技术的诞生与快速应用，这一问题得到了有效解决，其既在一定程度确保了井下作业的安全性，而且也确保了开采工作的顺利安全进行，为煤炭公司经济效益提供了良好的基础条件。
　　3提升机电一体化系统中智能控制的方法
　　3.1对机电机械本身进行优化
　　机电机械本身的性能与机电一体化系统整体质量息息相关，机械性能的好坏决定机电一体化系统的好坏。为了实现机电器件的优化，需要减轻机电材料的重量，或采用密度大的机电材料或采用减小结构改造的方法，使机电材料小型轻便化。机电技术人员在机电一体化系统的构造方面进行改造，从减轻机电材料的重量的角度出发，去改善机电整体的工作性能。机电一体化这样的改造，会让智能控制技术更好地融入其中，更快地实现智能操作，以提高机电器械的运行效率。
　　3.2优化机电一体化系统的传感技术和软件技术
　　一个优秀的机电一体化系统的传感技术需要优秀的传感器进行帮助，这个传感器也是检测机电一体化系统质量的标准之一。传感技术通过物理、化学、生物效应将机电信息完整的获取出来并进行整理，为机电技术人员的研究提供了方便。将传感技术进行优化，是为了更好地提高机电一体化系统的抗干扰能力、灵敏程度和实用程度。相对而言，优化软件技术可以提高软件的工作效率，降低软件的成本，使软件硬件很好的结合，同时，优化软件技术也能推动软件工程的进步。
　　结论
　　机电一体化系统中应用智能控制，可以有效提高系统运行效率，发挥智能控制作用，为其运行赋予智能化。而智能控制技术也可以对系统内部原有技术进行优化，使机械生产效率得到提升，这对于我国工业生产制造有重要意义。
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　　（作者单位：金程科技有限公司）
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