智能控制技术在机电控制系统中的应用分析

智能控制技术在机电控制系统中的应用分析

姚科可,1,邢欣欣,2

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摘要：随着时代的不断发展，智能控制的技术实力与日俱增，智能化的技术正日益成为人们日常生活和工作的一个关键环节。在机械自动化领域中的运用，不仅可以改善机电工程企业的传统运营模式，还可以大大提高电气产品的质量、生产效率和制造率。智能控制技术的加入，立即从源头上减少了原材料的损失和工作人员的压力，减轻了系统软件操作的压力，推动了社会经济发展的发展趋势到一定程度。

关键词：智能控制技术；机电控制系统；具体应用

前言：科技进步，使机电控制系统中涌入了更多先进技术。智能控制技术的快速发展,对各个行业的进步与发展起到了引领及推动作用，智能控制技术应用越来越广泛，尤其是在现代科学技术的推动下，以往的工业运行模式正在不断改革与转变，信息化、现代化的高科技预转模式已搭建，作为控制系统中的顶层设备，机电控制系统对科技含量要求逐渐提升，智能化、精细化成为机电控制系统的基本要求，应用智能化技术来提高机电控制系统的科学技术含量与现代化水平已成为业内的广泛共识，深入研究与分析机电控制系统中智能化控制技术的应用，有益于智能化控制技术更加顺利的发挥其在机电控制系统的价值及作用。

1智能控制特点

相比经典控制理论，智能控制具有柔性化的特点。智能控制以自身控制器为基础，借助经验与规则并通过符号描述系统，采用符号推理与数值计算相结合的方式解决控制系统的模型未知问题和随机特性问题，其特点主要包含以下几点。第一，分布式信息自组织和协调功能相对复杂。对目标冲突问题，可以及时解决，在任务要求允许的情况下，可以自动决策、主动规划及采取行动。第二，具有自优化功能。通过对系统控制参数进行不断优化，获得控制器的最佳结构形式，从而达到整体的最优控制。第三，拥有人的学习能力及控制策略。对外界环境取得的信息实施分类，并进行推理学习，能掌握到行业所需数据信息，能对经验知识进行不断积累，能对系统控制性能进行改善。第四，能够将连续时间系统和离散事件进行结合，主要用于智能机器人的智能控制和计算机集成制造系统（CIMS）。第五，具有较强的自诊断和恢复能力，使控制系统能够自行展开故障的诊断、屏蔽及处理工作。

2智能制造技术优势

从当前来看，在机电控制系统中，智能控制得到了有效应用。在机械制造中，智能控制主要应用的领域为：智能传感器与智能学习，机械制造系统的智能监控和检测以及机械故障智能诊断等。随着我国机电控制系统发展的逐步深入，相关行业对于数控技术的要求也越来越高。因此将智能控制应用到机电一体化数控技术中，能够更快的明确在数控机械加工过程中出现的问题，并及时解决问题，确保数控机械加工过程获得进一步优化。当前，我国社会在不断发展，相应的科学技术也在不断进步中。在这样的大环境下，市场竞争也愈加激烈。对于诸多企业而言，其在展开市场竞争时最重要的竞争力就是企业产品质量和性能，而产品的质量与性能则取决于生产过程中机床的精度。随着人们生活水平的不断提升，民众对于智能化的需求也在不断提升。正因为如此，所以将智能控制有效应用到机电一体化系统中可以更好地优化机器性能，提升机床精确度，更好地满足社会和民众的实际需求。在机电一体化系统中，智能控制在不断融合和发展，这样不仅仅能够对相关操作流程予以优化，同时还能够有效节省相关系统操作时间，使企业的生产效率获得进一步提升。

3智能控制技术在机电系统中的应用策略

3.1机械制造

3.1.1半导体集成电路制造的应用

半导体集成电路制造的关键技术在于制造过程中的生产调度、操作报警、专业推理引擎和故障诊断专家系统，而如何建立知识库及实时处理生产过程中的海量信息是其主要研究内容，基于机理研究和数据分析的腐蚀诊断与评估是技术难题。要打破国外企业对我国集成电路半导体材料市场的垄断，就需要从生产线数字化入手，结合智能控制技术，开展提升电子级多晶硅生产自动化的研究，从而保障我国电子信息产业的安全健康发展。

3.1.2“智”变实现无人工厂

京东5G全连接智能物流仓将5G技术特点与仓库作业、监控与运维等全流程业务场景结合，通过机器人云化，不仅有效降低了算力成本，也降低了设备终端的硬件成本。西门子安贝格工厂运用能源管理和工业边缘计算实现了碳足迹透明化。而我国在十四五规划中提出的“碳达峰”和“碳中和”目标，需要国内企业借鉴智慧工厂前沿技术来缩短供应链，减少产品碳足迹，增强企业环保意识以保持长远的竞争力。

3.2数控系统

对数控机床进行判断的一个重要标准是精度。数据机床设备的合理性对数控机床精度的提升具有决定性作用。对智能化控制技术进行应用，能将多个CPU自动控制系统以及RISC加工芯片集成到数控机床中，进而对数控设备的精度进行不断提升。模块化在数控机床的早期设计中得到了全面的应用，不但充分符合机电一体化的制造要求，还能将数控机床的具体效果提升。此外，智能化控制技术还能依据同类群控软件的相应控制模块，评论群控软件的调整功能，同时依据评估结果实施改进及调整。对数控机床而言，系统软件的运行过程是确保其常规运行的关键要素。而规格及精度是编程的实际来源，能保障成品实现智能系统预期的实际效果。在数控机床中应用智能化控制技术，能保障数控机床运行的稳定性，降低对人工控制的依赖程度，在费劲机械设备时只需掉操作过程的有效性进行考虑，这样能在很大程度上提升生产效率。

3.3机器人领域

3.3.1工业机器人控制应用方面

模糊控制能够通过数学建模的方式，在控制经验的基础上进行科学控制。工业机器人可以依据实际工作环境，将外部信息转化成计算机可以识别的语言，并通过智能控制算法进行分析、判断和调整，所产生的决策不仅可以解决系统的不确定性，还具有较强的鲁棒性。

3.3.2移动机器人的规划方案

随着智能传感器的广泛应用，机器人可以借助激光雷达采集环境数据，并按照计算机视觉算法进行建模和定位处理，再将有关的数据进行优化，从而实现路径的最优规划。此外，激光雷达作为主要设备，采用动态性规避障碍算法可实现与目标位置平滑性路径的建立，采用增强学习法可以对躲避障碍行为进行优化。

3.3.3机器人领域的前沿技术应用

意大利技术研究院研发的儿童机器人iCub可以通过模拟人体上肢表面肌电信号来控制机械臂，在医疗康复与远程控制领域有着较为广泛的应用；带有敏感触觉技术的“Gentlebot”触觉机械手，采用了基于电学和微粒子触觉技术的新型触觉传感器，可以实现对西红柿的抓取；日本SBRH研发的Pepper可实现对人类情感的有效识别；脑机接口技术可以实现用意念写字；智能公交驾驶系统“阿尔法巴”可以应用到道路状况测试、国防军事等领域。

结束语：

智能控制对新时代信息行业和制造业的发展具有重要意义，但作为一门新兴学科，其理论方面和应用方面都尚不完善。近年来计算机科学和人工智能迅速发展，新的智能模式和方法不断涌现，智能控制的实现方式也越来越丰富，应用范围也不断扩大。可以预见，面向工程实际的智能控制系统将为现代社会作出更大的贡献。

参考文献：

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