智能控制及其在机电一体化系统中的应用

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  摘要:随着现阶段微电子科学技术以及超大规模的集成电路的快速发展,国内的机电一体化应用技术也将越来越成熟,在现代工业和农业的发展进程中起到了至关重要的推动型作用。但是在实践生活中,还有很多机电一体化系统应用的农业和工业对象具备多层次、非确定性、非线性等显著特征,这些问题均给现代机电一体化的有序发展带来很大的困扰。那么有效、科学的控制系统的出现以及应用,将能够为机电一体化系统的长远发展创造了更加良好的外部环境。有鉴于此,本文对智能控制及其在机电一体化系统中的应用进行了探讨。
  关键词:智能控制;机电一体化;系统;应用
  如今,我国正处在改革开放的重要阶段,无论是经济水平还是社会建设,都发生了翻天覆地的重大变化,人们的生活条件以及生产方式都有了显著的改善,不仅如此,我国的社会化、现代化发展进程仍在持续加快,在此形势下,我国的机械制造迎来了一个前所未有的崭新时代。过去,我国的机械制造水平一直停留在传统生产阶段,具有生产效率低、生产耗能大等劣势,当传统生产阶段步入机电一体化阶段后,其生产效率与生产质量得到了大幅度的提高,不仅如此,同时减少了人力资源的消耗以及生产资源的浪费,从某种程度而言,机电一体化己然成了机械制造、生产、发展的大趋势,为了全面推动机电一体化的发展进程,应有效运用智能控制借以提高机电一体的自动化、机械化、智能化水平,智能控制的应用将具有极其深远的现实意义。
  1智能控制技术的探讨和分析
  1.1智能控制的基本含义
  何为智能控制,也就是指在一种无人干预的状况下能够自主地驱动、控制智能机器,来确保实现控制目标的一种自动控制技术手段,这种技术手段是运用计算机模拟人类智能控制的一个关键领域。相对传统的控制技术,仅仅是智能控制技术中的一个构成部分,也是在智能控制技术中最底层的应用环节。目前智能控制技术,则是通过多个学科相互交叉最终形成的综合性学科,其理论的基础内容主要包括了信息论、电子自动控制论、运筹学以及人工智能等方面的内容。
  1.2智能控制的基本特征
  当前,智能控制技术主要具有了如下几方面特征:①智能控制技术的核心位于高层控制;②智能控制器等设备具有显著的非线性特点;⑤智能控制技术具备变结构特点;④智能控制器设备具有整体自寻优特性;⑤智能控制技术应能充分满足控制的多样性目标等高性能需求;⑥智能控制技术为一门边缘性的交叉学科;⑦智能控制技术是目前一个新兴领域的研究成果。2机电一体化在机械制造中的应用
  机电一体化是一门融合了计算机技术、信息技术、机械技术、微电子技术等众多学科的综合化交叉技术,因其具有较高的实时控制、管理、统计功能而被应用在生产制造等诸多领域,在机械加工制造的过程中,能起到在线监控、节能降耗、提高质量、减少人力等积极作用,具有十分重要的现实意义,其主要功能如下:
  2.1实时在线监控功能
  对于机械制造而言,生产质量是第一要义,一个微小的疏忽与错误都会令机械制造出现极其严重的后果,为了保障机械产品的质量,生产工人应全天候监守在生产前线,以确保生产无误,减少故障的发生。然而这无形中就给企业工厂增添了太多的经济负担,无益于经济效益的提高。而机电一体化所具备的“自动报警及故障自诊,即对机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控。”能够准确地对出现故障的部位以及相应故障做出及时有效的预警,工作人员可以根据报警信息在第一时间做出调整、修理与维护,这样不仅保障了机械生产的质量,还能减少设备的损耗程度,提高设备的使用寿命,节约维修费用。
  2.2节能降耗,提高生产效率
  传统的机械制造过程中,生产设备还处在人力化阶段,生产工人劳动强度的有限性限制了机械制造的效率,也影响了机械制造的质量以及能源损耗量。然而当机电一体化介入机械制造的过程中时,其所具有的自动化、半自动化控制功能可以极大程度地提高机械生产设备的劳动强度,减轻操作人员的工作负担,并有效地改善因操作失误出现的质量问题。不仅如此,通风机、PLC控制系统等机电设备的适用,能够极大程度地减少能源损耗,提高生产效率。
  3智能控制在机电一体化中的具体应用
  一直以来,机械制造都是各个国家综合国力的一种体现,提高机械制造技术十分重要。机电一体化从最初的萌芽状态走向蓬勃发展期,最后发展到今天的智能化阶段,所运用的科学技术越来越多,也越来越先进。智能化作为机电一体化发展的一个新阶段,已经在它已有的成果上取得了更大的进步。从智能控制所具备的智能化、自动化、实时化等优势人手,分析智能系统在机电一体化系统中的有效应用,对于今后我国工业发展及其繁荣将起到十分积极有效的作用。
  3.1数控领域的智能控制
  对于机电一体化系统而言,数控技术十分重要,因为其在机械制造的过程中能够从设备机床及机械制造两个方面来提高机械的生产质量与生产效率,能够确保机械向着更加精准、多元、节能降耗的方向发展。因此,运用数控技术是机电一体化系统的重要内容。要想提高数控技术的水平,使其能够更加自动化、实时化、智能化,就必须加强智能控制。数控技术需要十分精准的把握,而人工操作容易出现失误与问题,加强智能控制可以确保数控系统具有极高的性能,有利于其在机械制造的过程中调节参数、诊断故障。
  3.2机械制造中智能控制的应用
  传统机械生产往往因技术水平的限制而始终在质量、数量、样式创新上存在一系列的弊端,然而在应用智能控制后,机械生产制造便拓宽了一条新的发展之路,智能控制可以通过对数据信息的搜集、统计等构建一系列的网络系统继而对机械制造过程中出现的问题进行及时有效的解决,并能够实时监控机械制造的进度与状况,这样不仅能保障机械制造的质量,还能够进一步提高机械生产的效率,为企业单位带来更多的经济效益。
  3.3智能控制于机器人领域中的应用分析
  机器人所具备的非线性、强耦合以及时变性等特征,主要表现于动力系统控制中,在控制信息参数的系统中机器人通常具备多任务以及多边变性的主要特征,上述这些特征非常适合当前智能控制技术的具体应用。现阶段智能控制技术于机器人领域之中的主要应用具体表现于如下几个方面:①机器人的手臂姿态及其动作的智能控制应用;②机器人于多传感器信息融合和视觉处理等方面的智能控制应用;⑨智能机器人在其行走路径和行走轨迹跟踪等方面的智能控制应用;④通过模糊系统以及专家控制系统对该机器人的实际运动环境进行全面定位、监测、建模以及规划控制等几个方面的探究和应用。
  4结论
  对于一个国家而言,机械制造的现代化水平凸显了其经济水准与技术手段的高低强弱,其生产质量与生产效率都应该倍受重视,在我国的经济发展与社会建设高速发展的前提下,传统的机械制造技术已经无法满足现代化进程的需求,为此,机电一体化必然会成为机械制造发展的大趋势。机电一体化中智能控制的应用不仅是企业追求利益与自身长远发展的必然选择,也是机械制造业追求经济效益与社会效益的战略性选择,智能控制在机电一体化中的应用已是大势所趋。尽管受到技术水平的限制,我国目前机電一体化系统中智能控制的应用尚处在不完善阶段,有待进一步地提高与改进,但相信,在不久的将来,我国的智能控制水平将会不断地精进发展,更好地实现机械制造中的机电一体化所具备的自动化、实时化功能。
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