关键词：机电一体化系统；智能控制；应用
引言：随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展，我国机电一体化技术越来越成熟。但在实际生活中，很多机电一体化应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征，给机电一体化的发展带来很大难题。智能控制系统的出现及应用，为机电一体化的长远发展创造良好的外部环境。因此，智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视，对其进行研究是当前人们热衷的一大课题。
一、机电一体化概述
随着微电子技术逐渐渗入到机械工程中，导致机械工程与微电子技术有机结合，形成一个新概念—机电一体化。机电一体化是一门新兴交叉学科，其把自动控制技术、计算机技术、电子技术及机械技术有效融为一体，促使设计人员从系统的角度出发，采用现代方法发现问题、分析问题和解决问题。
二、针对智能控制的探讨
2.1智能控制的含义
智能控制是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。传统控制只是智能控制中的一个组成部分，是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科，其理论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。
2.2智能控制的类型
智能控制的类型包括：1）分级递阶控制系统；2）专家控制系统；3）集成混合控制；4）人工神经网络控制系统；5）模糊控制系统；6）学习控制系统；7）进化计算与遗传算法；8）组合智能控制方法等。
2.3智能控制的特征
智能控制具有以下特征：1）智能控制的核心在高层控制；2）智能控制器具有非线性特性；3）智能控制具有变结构特点；4）智能控制器具有总体自寻优特性；5）智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求；6）智能控制是一门边缘交叉学科；7）智能控制是一个新兴的研究领域。
2.4智能控制发展的趋势
智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应性功能，其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在相互依存、相辅相成的关系。
三、智能控制在机电一体化系统中的应用
3.1智能控制在数控领域中的应用
随着科学技术的发展，我国机电一体化技术的发展对数控技术提出更高要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，使数控技术可实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可实现这些目标。如利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，获得维修数控机械的一些指导性建议。
3.2智能控制在机械制造过程中的应用
机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，模拟人类制造机械的活动。智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。
3.3智能控制在机器人领域的应用
在动力学体系中，机器人通常是强耦合、非线性、时变的；在传感器的信息中，机器人是多信息的；在控制参数中是多变的、控制任务上是多任务的；机器人的这些特点非常适合智能控制的有效应用。
目前，智能控制已应用到机器人领域的多方面，如机器人的多传感器信息的融合及视觉上的处理、机器人在移动行走时躲避障碍的行为及行走路径、定位与轨迹跟踪；机器人手臂动作、姿态控制等。通过人工神经的网络系统、模糊控制及专家技术队机器人进行环境建模、控制、检测、定位及规划等方面的研究日趋成熟，并在众多应用系统中得以证明。神经网络的特点是自学能力强、非线性映射能力强、实效性好，因此在机器人的动力学中广泛应用，尤其适用于多角度的机械臂现场学习及控制。通过神经网络的方式，可融合每个传感器中输入的信息，其系统具有较强的鲁棒性及容错功能。模糊控制就是一种带有鲁棒特点的智能控制的方案，在机器人的控制、建模、模糊补偿控制等不同层面均有广泛研究及应用。免疫算法主要体现在机器人对路径的规划和发现中，同时进化计算与遗传算法对机器人系统带来全新的控制技术并优化编程。
3.4智能控制在建筑楼宇中的应用
随着智能大厦的不断增加，机电一体化中的智能控制在建筑楼宇的应用也越来越广泛。当建筑中的空调开始工作时，通过自动控制可将风道的温度及湿度进行调节与比较，采用比例积分调节器闭环的方式对冬季模式与夏季模式分别设置，这种闭环智能控制的方式反应速度快、超调程度小，能保持室内温度与湿度在设定数值内，且精确度高。一般根据空气的质量情况，程序可智能调节新风阀，既避免浪费能量，又确保室内的空气质量。这种智能控制，可通过网络及软件实现，既能够控制与管理中央控制室的各项指标，又能保证实时监控空调机组的运行状态。在建筑物的照明系统中，通过智能控制可实现定时及保安状态下对照明进行控制，通过中央管理计算机和通信控制的联网，可实时监控各系统的状态。智能控制在建筑的照明中主要控制三部分，1）时间控制，如每日开启及闭合某区域照明的时间段等；2）对逻辑的智能控制，如当消防信号已连锁时，自动将某区域的照明关闭；当保安的信号连锁时，自动将某区域的照明开启，若整个建筑的用电量超出负载时，自动关闭某不重要区域的照明灯；3）对节能的控制，当某个区域没有人员流动时，保安防区也已进入设防状态，此时可通过智能控制自动关闭该区域照明，或由控制人员在控制室内对各区域的照明进行远程智能控制。
结束语：智能控制技术是二十一世纪机电一体化技术发展的必然趋势，系统控制能力的优劣对机电一体化系统的运行起到至关重要的作用。通过遗传算法、模糊系统、神经网络、专家系统及等四项技术的应用，我国机电一体化技术顺利实现智能化控制，且这些技术相互渗透又各自独立发展，促进我国机电一体化系统的健康长远发展。
参考文献
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