中国核动力研究设计院
摘要：随着我国经济的不断发展，机电一体化技术在我国工业发展中的作用越来越突出。然而，伴随着科学技术的不断发展，机电一体化技术领域又有了很大的突破。“智能控制”逐渐替代了传统的技术，成为未来机电一体化发展的趋势。它能够改善一体化技术中的许多缺点，从而保证一体化控制系统处于良好的运行状态，因此智能控制在机电一体化系统中的应用有着很好的发展前景。本文拟对智能控制的基本概念以及基本类型进行论述，重点阐述其再机电一体化系统中的应用。
关键词：智能控制；机电一体化；应用分析
当前，社会竞争日益激烈，企业要想获得更大的发展潜力，就必须在应用科技上下足功夫。传统的机电一体化系统由于成本过高、生产效率低下同时生产出来的产品质量不佳等，给企业的运营发展带来很大的问题。智能控制在许多领域已经成为应用趋势，因此在机电一体化系统中应用智能控制有利于解决传统模式中暴露出来的缺陷，确保机电一体化顺利运行。
一、机电一体化系统分析概述
当前，机电一体化系统在生产生活中有着非常广阔的应用市场，它是机械理论和计算机相互结合的运用，将电工电子技术、信号多变技术、机械技术以及传感技术等多种技术相互融合，用来对工业生产进行管理控制。在这些技术中，最为核心的是计算机技术、机械技术、控制技术以及传感检测。
机电一体化技术的历史可以追溯到上个世纪的60年代，人们首次将机械电子学应用到机械加工生产中来，用来完善机械生产过程中的各种性能。到了80年代，计算机应用开始逐渐的发展起来，并逐渐的走向成熟，机电一体化系统在80年代也得到了巨大的发展。并且，这个时候微型计算机以及超大规模集成电路也出现了，这就大大拓展了机电一体化系统发展的空间。20世纪90年代，伴随着光学和通信领域发展的不断飞跃，机电一体化系统中又将光学和通信引入进去。再后来，光纤、人工智能诞生并逐步应用于各个领域，机电一体化系统的发展空间被大大的拓宽了。正是人工智能的出现，使得机电一体化系统的操作变得简单起来，生产效率也大大的提升。
二、智能控制的含义及其分类
（一）智能控制的含义
智能控制的含义就是利用不同的智能控制技术对操作进行控制，它是一个混合和集成的控制系统，是对社会控制理论的一个发展，给机电一体化系统的不断发展提供了一个新的动力。所谓的智能控制就是指自动控制，在没有人力参与的情况下，启动自控系统后，生产进行自动的监督和控制。
（二）智能控制系统的类别
智能控制在诸多领域都实现了应用，其应用类别主要分为以下几个方面：
分级控制。在分级控制中，实现的条件有两个，一是自适应的控制，另外一个是自组织的控制。一般情况下，分级智能控制包含三个层面：组织、协调以及执行，这三个层面相互作用，共同实现对机器的控制。
2、专家控制。这种专家控制系统是智能控制中最为主要的一种，应用的领域主要集中在工业设计以及机器故障诊断方面，其基本的含义就是将专家系统与工程控制论融合起来。它能够最大限度的提供丰富的知识，非常有利于实际的问题的处理，进而也就使得处理的结果更加的符合预想。
3、神经网络。换句话说，人工网络系统是在人工神经网络基础上实现的智能控制。一般情况下，神经网络具有两个功能，第一是智能控制，第二就是仿真，模仿真人实现对系统的控制。目前，这种系统正越来越受到重视，研究的热度也不断的升温。
4、学习控制。对于人类来讲，展现智慧的最佳方式就是学习能力。要深入的理解学习控制系统，要分为两部分，首先要对内部的结构进行识别与调整，其次利用信号的传输来对复杂的数据进行处理，确保系统的正常运行。另外，学习控制系统可会实现自动的识别判断。
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三、智能控制在机电一体化系统中的应用
在机电一体化系统中应用智能控制，能够克服传统模式的缺点，大大提升工作效率，提高产品的质量。其应用主要集中在以下几个方面：
（一）智能控制在数控领域的应用
当前，数控系统不仅要具备高精度以及高速度的特性，还必须具有模拟、延伸以及扩展的高级行为，主要包括一定的决策能力、对加工环境进行感知、进行智能编程、自主学习以及自我修复等。在这其中，一些功能利用数学模型，使用经典的控制理论就可以完全实现。但还是有许多环节无法实现。这个时候，应用智能控制就能很好的实现其功能了。要优化加工过程，可以使用模糊控制，另外，模糊推理能够有效的对数控机床潜在故障的诊断。人工神经网络也可以应用到数控领域，比如可以实现对潜在故障的诊断以及插补运算等；要调节数控系统位置环软件的增益，可以使用自适应神经元来完成。应用专家系统，可以实现专门领域内结构不确定、或者一些具有推理性的问题。它能够将多个专家的意见进行综合，然后根据相关的推理规则，针对现场出现故障情况，从而获取维修故障机床的指导意见。
（二）智能控制在机械制造中的应用
当前，随着科技的不断创新，机械制造技术也获得了飞速的发展，新一代机械制造技术正在向智能化方向发展，其主要目的是使用计算机来模拟人的活动，解放部分人的脑力劳动。在当前比较先进的制造系统中，无法预测的情况时常发生，这些无法预测的情况需要相应的数据来进行解决，但传统的机械制造技术存在一定程度的缺陷。智能控制引入机械制造领域，可以有效的解决这个难题。制造过程的动态监测可以使用神经网络或者模糊数学方法来完成；对信息进行预处理可以使用传感器融合技术来进行。
（三）智能控制在机器人领域的应用
机器人是最具智能性的，它在动力学方面具有时变以及非线性的特点，在控制参数上也是多变量的，所以当前智能控制在机器人领域已经有了很广泛的应用。例如，可以利用智能控制进行机器人行走过程中的自主壁障以及行走路径的定位、规划等。使用人工神经网络和专家控制系统能够对机器人进行定位、监测等。神经网络在机器人上的应用也比较广，特别适合对自由度机械臂进行控制。运用人工神经网可以对由传感器输入的信息进行加工融合。另外，使用免疫算法能够对机器人行走的路径进行规划。
（四）智能控制在交流伺服中的应用
在机电一体化产品中，伺服驱动装置是非常重要的一部分，电信号到机械动作的转换就是依靠伺服驱动装置来实现的。伴随着电子技术的不断发展，交流调速系统的功能也在不断的提升，这就使得伺服系统实现了从直流向交流的转化。交流伺候服系统比较的复杂，具有参数时变以及非线性等多种因素，因此，要想实现对系统更高指标的要求，就必须转换方式，应用智能控制来实现。智能技术可以与常规的PID相结合，然后形成新的智能PID。这种新的智能PID可以对装置的性能进行更好的控制，它不需要通过精确的数学模型来实现对装置的控制，因而如果参数发生变化，也能够及时的跟进，具有较强的适应性。
结语
随着科技的不断发展，智能控制在多种领域已经实现了很广泛的应用。在机电一体化系统中，传统模式所显露出来的缺点已经不能够使企业获得更大的市场竞争力，所以应用智能控制能不但能够节省更多的时间，而且还可以大大的提升整个系统运行的效率，提升产品的质量，进而提高企业的竞争力。本文先对机电一体化进行了简要阐述，然后论述了智能控制的含义和分类，最后重点分析了智能控制在机电一体化系统中的应用。期待本文的研究能够有助于智能控制的在更多领域应用的推广。
参考文献：
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[3]董勇，谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2011，10：93.
论文作者:范凯
论文发表刊物:《基层建设》2015年12期
论文发表时间:2016/11/17
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