国家科学技术水平不断提升,各种类型的微电子技术也得到了较为显著的发展,促使机电一体化技术日渐趋于完善化。人类对智能控制的研究已经进行了近百年的时间,而依靠机器完成各种工作也是人类的理想之一。现如今,人们对智能控制的重视程度越来越高,愈发广泛的应用于现代化工业领域中,势必会成为其未来主要的发展趋势之一。
1智能控制的优势
和传统控制相比,智能控制具有的优势较多,其主要是基于传统控制技术改变以及发展而来的,有助于更充分的发挥各环节信息处理操作的实效性,提升信息处理的整体质量。智能控制模型也具有较强的优势性作用,可以对参数以及结构不规定的模型加以合理控制。同时,机电一体化系统的运行需要基于数据信号的指示,利用智能控制技术的方式,可以大幅度提升数据处理的准确性,有助于为系统的正常运行提供保障。此外,智能化控制可兼容传统控制的功能,提升高度非线性的控制效果,对其加以合理应用可良好解决传统控制中存在的线性问题等[1]。
2智能控制在机电一体化系统中的应用分析
2.1数控领域
就该领域而言,有效应用智能控制技术,有助于弥补传统数控机电系统存在的技术缺陷。一般而言,数控机电系统具备的精密度以及可靠性都较高,对设备的智能处理能力要求较高,例如模拟以及扩展等行为。例如,就数控机床来讲,一般的数控机床仅支持基于自动编程软件实施代码加工操作,并无法规划相应的加工运动,也无法对加工的路径加以预测,无法行使决策职能,同时,数控机床系统自身并无法干预加工。利用职能控制技术,对数控机床系统加以有效开发,不仅可以促使相应系统具备上述所有能力,也可以促使良好的发挥智能编程以及智能监控等职能,从本质上实现自学习、自整定、自修复等[2]。
基于数控机床的基本控制需求,可参照传统的控制理论实施部分模型的建立工作,但无法基于模糊信息实施具体的建模操作,但利用智能控制技术,却可以经由创设模糊推理规则的方式,实施具体的模糊控制操作,有助于完善加工过程。同时,基于智能控制技术的模糊集合理论,对实现数控系统参数的模糊化调节也具有积极影响。对于数控加工系统来讲,插补计算模块具有的作用十分重要,需要基于相应的加工信息对中间点过程实施规划,一般而言,应用较为广泛的加工信息具体有线型以及起点等。
以往建立的数控加工系统无法对位置环软件增益实施有效的控制以及调节,但利用基于智能控制的人工神经网络,却可以实现这一点,并可以逼近任何具备较高繁琐性的非线性函数。此外,利用基于智能控技术的专家系统,可对传统数控加工机床中无法对知识推理进行明确的问题实施有效解决,利用相应的遗传进化系统也可以实现新对加工路径的优化和预测等。
2.2机器人领域
该领域是现如今对智能控制技术应用极为广泛的领域之一。对机器人技术的研究需要以多个学科的知识作为支撑,同时,机器人的行为主要依靠动力学控制实现,且此类动力学理论多存在较高的强耦合性以及非线性。例如,参照两足机器人的行走建立起来的模型从本质意义上来讲,属于非静定二级倒立摆,可体现出相应的非线性特点。此外,机器人中包含各种类型的传感器,此类传感器的信息具备极强的繁琐性,同时,机器人控制系统作为一种多变量系统,通常会一同实施多种任务的执行操作,包括信息融合、轨迹行踪等,仅依靠传统的控制算法无法实现。
神经网络属于一种较为传统的仿生智能控制技术之一,存在较高的实时性以及非线性映射能力,同时,此类技术也是现如今各研究机构以及人员在研究机器人动力学过程中,重点关注的内容之一,并已经实现了将其应用在多自由度机械臂的现场学习控制中。除此之外,利用神经网络技术,也可以有效整合多种类型的传感器信息。鲁棒性作为动力学中具备关键意义的理论之一,在机器人控制中存在的作用至关重要,模糊控制技术便是一种基于鲁班性的智能控制技术之一,在机器人路径规划以及建模等环节中均具有较为广泛的应用。
现如今,在研究移动机器人的过程中,多数研究人员会将工作重点置于免疫算法之上,以期对机器人路径加以有效规划,进而合理优化及改善机器人系统编程。有目的的将多种智能控制技术结合在一起,也是现如今各有关机构及人员在研究机器人的过程中关注的主要内容之一,采取这种做法有助于弥补各种技术本身存在的缺陷。
2.3交流伺服系统
该系统在众多机电一体化系统中具有较高的代表性,相应的驱动装置于现如今的多数机电一体化系统中都存在较为广泛的应用。具体而言,此类装置能够促使电信化转变为实际的机械作用,对相应系统的动态性能存在较大影响,同时,机电一体化设备是否可以发挥出较高的实效性,受交流伺服系统性能的影响也较大。应用矢量控制技术能够促使伺服系统不断趋于交流化方向发展,但交流伺服系统本身具备的繁琐性较高,对参数时变以及负载扰动等均有所涉及,相应的控制参数也体现出较高的时变性以及非线性特点,因此,一般的PID控制通常无法满足该系统性能的现实需求[3]。
经由有效利用智能控制技术的方式,可在交流伺服系统中导入非线性控制方式,进而促使其可以对各种有关的参数自动实施在线的调整操作,有助于增强系统适应性。一般而言,在交流伺服系统中应用单一的模糊控制算法,有助于最大化的提升系统的静态性能,并可以促进系统的抗干扰能力以及动态响应能力提升。但与此同时,仅单纯的依靠模糊算法,却无法有效避免“抖振”缺陷,进而会导致系统自组织以及自学习能力大幅度降低。经由科学利用神经网络技术的方式,可在线对系统的误差实施调整操作,有助于弥补模糊算法的存在的输出缺陷,提升其自组织以及自适应性。
2.4机械制造
机械制造行业的历史较为悠久,近年来,基于对各种计算机辅助设计技术的应用越来越广泛,发展速度也得到了显著的提升,对各种现代机械制造加工技术的应用,促使机械加工的工程控制更为严格,加工的精度也具有了显著的提升,现如今,机械制造加工行业已经开始将研究以及发展重点转移到了发展和应用智能制造系统上。对智能制造系统加以研究和应用的主要目的为,利用计算机对人类的智能活动进行模拟,进而促使其代替人脑劳动,同时,该系统也可以基于缺损数据流实施相应的预测操作,有助于提升实际加工问题的解决效率。
3结束语
综上所述,智能控制技术是基于以往的非智能控制技术发展来的,促使计算机技术的优势发挥出到了极致,实现了对互联网技术以及计算机技术的有效融合。智能控制技术具体有专家系统、模糊系统以及神经网络等,将其应用于机电一体化系统中,有助于降低各种非线性以及高级线性问题发生的可能性,有利于促进机电一体化系统的发展。
参考文献
[1]杨国玺.智能控制及其在机电一体化系统中的应用分析[J].科技风,2018(17):83.
[2]胡鹏,刘宏.智能控制及其在机电一体化系统中的应用研究[J].通讯世界,2016(03):228.
[3]赵祥坤,李帅三,苏奎.基于智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J].中国新通信,2014,16(03):60.