智能控制在机电一体化系统中的应用贾润锋 季磊

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年第6期   作者:贾润锋 季磊
[导读] 近年来,随着宏观社会创新发展,诸如机械技术、电子技术以及控制技术等先进科技应用

         摘要:近年来,随着宏观社会创新发展,诸如机械技术、电子技术以及控制技术等先进科技应用,使得机电一体化系统的功能负载愈加多样,满足了人们生产生活需求,但与此同时其控制难度亦是同步上升,而智能控制的运用导入,则使之系列问题迎刃而解,并释放出了多重方面的价值效益,相关方面的课题研究备受关注和热议。本文基于对智能控制的概述,着重就其在机电一体化系统中的运用优势及实践进行了探究。
         关键词:智能控制;机电一体化系统;运用
         引言
         在现代工业生产领域,机电一体化系统的应用越发普范,并对提高产出效率及安全发挥了重要作用。尤其是随着工业产品附加值的不断增加,其产品精度的要求越来越高,加速了工业生产流程的复杂化,并对机电一体化系统功能提出了更高要求。事实上,传统工业控制技术已难满足该类需求,而智能控制技术的发展,则发挥了重要的运用价值,有效降低了人为因素的影响,并为复杂设备的控制问题提供了新的解决方式,使得机电一体化系统的性能表现更佳。
         1、智能控制特点及主要方法
         智能控制技术简单的来说就是无人操作实现设备正常运行,自动化纠正,智能化生产,自动控制技术和计算机技术是其核心控制手段,并以此为基础,实现智能化生产,主要指机电一体化设备在无人操作的情况下依然可以不受外界环境因素的影响正常工作。智能化技术在多个学科均有涉猎,是古典控制理论与现代控制理论的有机融合,包括运筹学、信息论、人工智能等多个学科的知识,打破了传统控制模式的局限性,实现对复杂工作任务的有效控制,保证设备在复杂环境或者不确定工作因素下依然拥有十分优秀的问题处理能力,降低了环境因素对设备和系统产生的影响,满足了人们对多目标、多样性的机电设备的控制需要,提升了企业的生产效率。智能控制技术的发展进程主要是从函数传递逐渐引入智能控制理论以形成现代的智能控制技术,实现对复杂任务的处理,为机电一体化系统的智能控制带来新的发展方向。
         2、常见的智能控制系统
         要想实现机电设备的智能控制,人们必须构建智能控制系统,其所需的技术较为广泛,因此往往涉及诸多学科的内容。一般来说,不同的智能控制系统有不同的需求,人们要根据系统需求来选择组件,最终实现智能化控制目标。当前,智能控制系统主要有三种。
         2.1分级控制系统
         分级控制系统往往以不同分级为基础,实现其智能控制目标。这一系统往往具有两大组成部分,一是自动适应控制系统,二是自组织控制系统]。在分级控制系统中,不同的分级具有不同的功能。一般而言,在构建分级系统时,等级分为三个类型,即组织级、协调级、执行级。分级控制系统的不同等级往往会依据自身的目标对不同刺激做出反应,最终实现整个系统的控制目标。
         2.2学习控制系统
         学习控制系统不依赖人工编写的程序,可以立足于自身的运行性能,综合分析接收到的数据,做出相应的控制。这一系统往往依赖两大功能,一是自主调节功能,二是动作控制功能。如果双管齐下,学习控制系统就能实现既定的智能控制目标。
         2.3专家控制系统
         设计时,专家控制系统充分融入相关领域专家的集体智慧结晶,对智慧成果进行全面处理并输入计算机系统,最终对其进行重构。计算机收到刺激或指令后,专家控制系统就会利用其存储的专家经验,对这些刺激和指令进行识别。这一系统的处理结果综合了机器的优势和人的经验优势,可以达到最佳处理效果。


         3、智能控制系统在机电一体化系统中的应用
         3.1机械制造将智能控制技术应用
         在机械制造中,是现如今制造行业非常主流的趋势,也是机电一体化的重要组成部分,在实际生产中利用智能控制技术,可以降低企业人力、物力、财力投入,并且不影响工作进程。以往制造行业并没有实现全程自动化控制,仍需工作人员干预,同时具有一定的危险性,将智能控制系统引入制造行业能弥补传统机械的短板,消除运行期间外界环境对其的影响。除此之外,智能控制技术可以分析设备所处环境中,影响设备正常工作的干扰因素,并对存在的问题进行预处理;借助网络信息平台,导入传感技术,分析机械制造工作环境,并对设备参数加以调整,保证机械制造设备可以在参数更改后的程序下,适应所处环境,正常运行。不仅如此,智能控制还可以分析机械故障并加以处理,保证机械的制造生产不会受干扰,保证机械的安全、稳定运行。
         3.2数控机床
         数控机床中应用智能控制技术,可以提升机床加工制造的精度,利用智能控制技术的数据计算能力,可以解决数据偏差对产出产品造成的影响。即使在生产制作期间,参数发生波动,智能控制技术依然可以根据工作要求以及以往参数分析,实现智能化数据调整,防止误差影响产品的生产。除此之外,将智能控制技术应用于机床内,还能解决以往机械震动对产品造成的影响,有效控制参数误差。在智能控制技术下,可根据机床工作表现,估算机床零件的使用寿命,对企业顺利开展工作有非常大的帮助,让工作人员在零件到达使用寿命之前,及时更换元件,防止元件破损对生产造成影响。
         3.3机器人
         机器人可视作是智能化的机械装备,具有超强的计算能力、辨识能力以及执行能力等,并且表现出了非线性、时变性、耦合性等多元特性,普遍集中在动力系统中,是智能控制在机电一体化系统中运用的典型产物。具体而言,智能控制在机器人领域中的运用,有效解决了其在运动姿态中的系列问题,如可基此结合精密的计算,掌握和规划其行动路线,并附带上了一定的自主学习能力,对于复杂信息的处理更加智能,因而得到了广泛应用。在实际设计过程中,通过智能控制技术运用与机器人的视觉系统相连,使之通过自带传感器来感应周边事务,并躲避障碍物,使之动作看起来更加协调、稳定,一定程度上解决了人工劳动量大、效率低等问题。除却上述部分,智能控制在机电一体化系统中的运用还表现为通过专家建模、运动控制等机器人系统,对周边环境进行监测。
         3.4建筑工程
         近年来,随着社会经济发展,面对人们更高品质的生活需求,智能建筑得到了愈加普范的关注,智能控制的运用价值得到了进一步释放。现阶段而言,智能控制在建筑工程机电一体化系统中的运用主要包含两方面,即照明通信系统和空调系统。在照明通信系统中,智能控制实现了建筑小区及主体之间的互联网通信,并实时动态监控每位用户的通信线路运行情况,一旦发现故障及其他问题,即可迅速做出精准高效的维修反应,提高其运行安全。同时,智能控制还可实现对建筑照明区域、时间等的自行控制,一定程度上降低了能源消耗,并便捷了人们的生活。另外,智能控制在空调系统中的运用,通过比例积分调节器闭环,模拟四季温度,并智能调节空调风阀,进以改善空气质量,并实现了一定程度的节能减排效果。时至今日,正是基于智能控制在建筑工程领域的运用价值,开启了人类现代化生活新方式。未来,智能控制在建筑领域机电一体化系统中的运用将得到进一步扩展。
         结语
         智能控制技术的应用更好地带动了机电一体化的发展,弥补了机电一体化系统中出现的问题和缺陷,更好地实现了机电一体化系统在复杂工作环境中的有效应用,同时在一定程度上也扩展了机电一体化系统的应用范围。这种控制技术是多学科交流融合的产物,它在一定程度上也代表了社会发展的趋势,智能控制技术在机电一体化中的应用也促进了机电一体化系统向智能化、科学化方向发展,有着十分重要的意义。
         参考文献
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         [2]朱文琦.智能控制在机电一体化系统中的应用探讨[J].南方农机,2019,50(16):21.
         [3]杨吉恒,孟晶晶.智能控制技术在机电一体化系统中的探讨[J].科技创新导报,2019,16(24):54-55.
         [4]朱其纯.智能控制在机电一体化系统的应用[J].集成电路应用,2019,36(09):114-115.
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