摘要：科技的发展为我们的生活与生产带来了翻天覆地的改变，而在科技的不断发展中，智能化与自动化越来越多的出现在人们的眼前。 很多的机电一体化系统中，智能控制也在逐渐占据主体。 因为智能控制可以不用人工就能完成特定的工作，而且效率和准确率都要高于人工控制。 在机械技术的不断完善中，原来单一的人工控制机械转变为自动化机械，这是人类历史上的一次大的进步。
关键词：机电一体化；智能系统；应用
1 机电一体化的概念
早期机电一体化的概念是机械和电子技术结合的名称，是从国外逐渐传递到国内的，该技术从深层次的水平上来看是对于机械电子技术和计算机技术的一种集合，综合性的使用了微控电子技术、信息处理技术、自动化技术等方法。从理论水平上来看，依照系统性的结构和强化组织结构的目的，要合理的对于不同组织中的构成要素，具体包含接口的链接、运动的转接、能量的变换、信息的自动处理、能量系统的转换等整体性进行研究，让整个运行过程保证基础条件上实行信息的集合和有效性的结合，在系统化的控制程序以及微电子环节全部的科学资源信息流通下，形成有关物质和能量的运动形式。
2 机电一体化的发展过程
2.1 微电子技术发展
国内在上个世纪的八十年代开始对于机电化领域进行研究，和世界的其他国家相比，发展的起步时间比较晚，并且还没有建立准确完善的引导机制。该技术发展的前期国内的集成电子技术仍处在初级的阶段，发展到现在已经建立比较科学的理论体系系统，并且积累了一定的经验。微电子技术中主要包含对于产品的设计、生产企业的制造、产品等的再次加工为一体化的体系结构。如今电子计算机技术应用已经得到了普及，成为了电子的时代，微电子技术发展的前提是对于相关集成电路的研究和完善，构建更加科学多元化的系统。
2.2 数控机床发展
该技术的起步时间比较早，诞生在上个世纪的美国。起源时间相对来说比较早，可是由于历史发展和技术条件等方面的限制性，没有广泛的推广应用在不同的行业领域中。发展到八十年代左右，世界经济的发展逐渐进入到稳定时期，不同国家的经济交往关系越来越多，该技术应用的作用逐渐被不同行业认可，随着资金投入量的增加，发展速度呈现几何状的变化，在不同领域中逐渐发挥重要的作用。
2.3 可编写程序控制器的应用
上世界六十年代的后期，可编程控制器被使用在控制工业的生产中，此后美国的汽车制造领域在该程序的基础上研究开发了新型的机电控制器MODICON，当时成为了具有世界级别先进水平的PLC，到七十年代的时候，PLC 开始批量进行了生产，并通过实践应用的优质效果得到了更加广泛的推广。基于这点前提下，不同的生产行业逐渐在各自的步骤中应用PLC提升加工效率，发展到九十年代的时候，标准IEC61131的发布代表着PLC已经成为了技术研究领域，在世界的工业生产过程中都是重要的环节。前期的PLC结构仅仅是一种单机模式，组织结构也非常简单，目前该技术已经继承了不同的分布系统和CPU，很多结构和功能比较先进的PLC已经拥有远程的控制功能。在内置软件的设计方面演化出不同类型的图像处理方法和文字文本格式，该内容的出现某种程度上让PLC在文字处理功能、编写设计功能、语言表达方面得到了提升，从使用的效果和范围方面考虑该功能对于机械加工生产线应用价值的提升起到作用，除了控制机械加工的自动生产线之外，在该基础上形成了PLC应用为基本的DCS系统、柔性制造系统FMS、监控和数据采集SCADA 系统，安全联锁保护系统ESD，运动控制系统等等。该系统的应用深度和宽度进一步的提升，发展至今已经和现场的总线系统融合到一起，实现了多元化的发展。应用国际统一化的工业要求标准，配合不同的硬件平台系统，比如PLC、DCS，在计算机技术、通信技术、网络技术的基础内容上，建立统一的硬件管理平台是未来发展的一种趋势。
2.4 激光技术、信息技术、模糊技术的出现
未来信息技术的发展中光电子技术具有重要的作用，在激光的基础上融合了材料科学、波导光学、固体物理等不同学科，在各种行业中都已经得到了推广使用。对于光子技术、电子技术等不同学科的发展有十分重要的作用。未来的科技技术应用中也将扮演者重要的作用，对国家的国防、科技、经济各方面发展提供技术支持。
5智能控制技术的基本概念
智能控制技术是指在无人工干预的情况下，自主驱动机械设备的控制技术，即一种机械的自动控制方式。智能控制是通过自动控制、人工智能和运筹学三部分来实现的。其中，自动控制是一种具有动力学特性的动态反馈系统；人工智能是一种具有信息处理功能、学习功能、记忆功能和语言表达功能的知识处理系统；运筹学是对机械进行定量处理的优化方法，具体内容包括线形规划设计、网络规划管理和科学调度等。智能控制技术的应用需要建立在原有机器控制系统的数学模型的基础上，从而解决时间、线性等简单的系统控制问题，最终解决难度较大的机械设备运行控制问题。
6智能控制在机电一体化系统中的应用优势
6.1智能控制能够帮助机电一体化系统完善性能
和传统的自动化控制系统相比，智能控制有其优越性，这种优越性主要表现在可以帮助机电一体化系统更加地完善发展，因此，成为了机械工业与微电子工业未来发展的主要方向和趋势。
在机电一体化系统中，智能控制可以自己进行中间模型分析，能够根据外界环境的变化做出相应的调整，形成控制指令，在控制器的作用下，高效、快捷、精确地完成工作任务。
6.2智能控制能够帮助机电一体化系统提高效率
智能控制技术是依据操作人员发出的命令编码而使得机械设备自动进入工作状态，在这个过程中，人工只需要发出命令编码，而不直接参与到工作劳动之中。所以人工因为操作不当所引起的失误和损失就可以大大地减少，工作效率就可以大大地提高。在智能控制的帮助下，人力只需要编制出正确的工作编码和指令即可，智能控制可以按照指令流程来准确流畅地完成工作任务，这保证了机电一体化系统的安全和效率。
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6.3智能控制能够帮助机电一体化系统增加安全可靠性
在接受人类的工作指令后，智能控制系统可以合理地调控设备中的结构或运行程序，来实现对于运行系统的管理和监督，最大限度地保证机电一体化系统的安全可靠。
7我国机电一体化系统中智能控制存在的问题
7.1智能控制技术不够成熟
虽然我国的智能控制技术在不断的发展改善中， 但是与其他先进国家之间还是存在着很大的差距，同时我国的智能控制技术发展到现在，其中还是存在着许多的问题。 因为技术的不成熟与不先进，使得智能控制的功能性能不与够完善 , 在将智能控制运用到机电一体化中后，所发挥的作用并没有那么突出，甚至于智能控制给机电一体化系统的正常工作带来了不利影响。 很多时候，智能控制不能满足人们的生产需求，同时智能控制的成本也非常高，但是因为其不够成熟，不能使得工厂的收益超过其成本，这也就导致许多的工厂并不乐于使用智能控制，在一定程度上，也对智能控制的发展带去了阻碍。
7.2易出现突发状况
智能控制是一项非常精密的系统，所以在智能控制的使用中难免出现一些失误。 而这些无论是多么小的失误都会给智能控制的工作带来影响，即使是一个代码的错误也会带来无可估量的后果。 而这些失误所带来的经济损失与安全威胁也是巨大的。 很多外界的因素也会对智能控制造成影响，如电力的变化等。对于这些问题， 就需要工作人员的开发人员更加仔细耐心的对待，提高工作效率和质量。
7.3磨合度不够
机电一体化系统毕竟经过了长时间的发展和实践，已经成为了一个十分成熟的产业，而智能控制是一个刚兴起的学科，还存在很大的发展空间与问题。 在将智能控制融入机电一体化的过程中，出现了很多的问题，而这些问题的解决手段也不是那么的尽善尽美。 因为其磨合度不够，在实际运用中很可能出现系统无法发挥出最大的效率去完成作业， 甚至会出现停滞不动的现象。 在很多的领域，智能控制要实现的目的也是不相同的，在对智能控制的开发中，还会出现一些无法解决的问题，只有将智能控制投入到具体实践中，在实践中发现问题并解决问题，这样才能提高智能控制系统与机电一体化系统之间的磨合度。
8智能控制在机电一体化中的应用
8.1交流伺服系统
交流伺服系统是机电一体化系统中重要的组成部分之一，将智能控制技术应用于其中是提高工业生产效率的有效措施。交流伺服系统是一种通过转化电信号来控制机械的转换装置系统。交流伺服系统的运行过程比较复杂，导致其存在负载扰动、运行参数变化和强耦合等问题。在此情况下，难以保证数学模型的精确度，只能建立与实际运行情况相似的数学模型，但这样难以满足工业生产对交流伺服系统的高要求。而应用智能控制技术后，交流伺服系统可在不建立精确度较高的数学模型和无精准的系统控制器参数的情况下，动态调整各种运行指标，从而满足工业生产的实际要求。
8.2设备装置系统
在机械设备的装置系统中应用智能控制技术后，能使设备的装置元件转变为智能化元件。在生物技术行业、石油化工行业、经济仪器制造行业以及节能环保领域，智能控制技术均具有一定的应用优势。具体而言，在企业的数据信息管理过程中应用智能控制技术时，需要相关工作人员详细了解企业的实际运行情况，并根据配备的自动化元件、智能化元件、系统硬件和相关软件设施构建商务智能系统。在此情况下，管理人员便能利用数据仓库技术、数据挖掘技术和联机分析处理技术管理，从而提高企业的信息管理效率。此外，应用智能控制技术还能减少企业在人力、物力和财力等方面的投入。
目前，智能控制技术还被广泛应用于家居行业中，衍生出了诸多具有自动化功能的家装设备装置。具体的自动化家装设备装置分为3类，即具有总线连接器的家电、家居控制器和智能化家电。这些设备装置具有的自动化功能与智能控制技术元件有很大的联系。具体而言，通过家居设备装置中的智能元件、蓝牙信号接收器和数据信息的传输接口等可实现自动化控制。此时，家居设备装置能主动地将家电的实时运行状态传送至相应的智能控制器，并在智能控制器处理后发出执行指令。
8.3设备机床系统
数控机床设备是机电一体化系统中的重要组成部分之一，将智能控制技术应用于其中能提高设备运行的精确性和效率。在传统的数据机床设备中，由于缺乏先进的科学技术理念，生产出的产品存在精确度较低的问题。而将智能控制技术应用于数控机床的加工中，能有效改进机床的RISC芯片和CPU控制系统，从而提高产品合格率。具体而言，运用智能控制技术能从以下4方面提升数控机床的运行效率：①机床的主动振动控制。采用智能控制技术能有效消除机床作业过程中的振动问题，进而在数控机床切削加工的过程中不会因振动过大而影响产品的加工精度。②安全屏障。采用智能控制技术可使机床的安全屏障具有智能性，从而有效避免机床设备内部的各个部件在运行过程中发生碰撞。③语音信息系统。应用智能控制技术后，智能控制系统能根据数控机床的运行状态发出语音提示，从而及时提醒数控机床的操作人员，规范其行为，避免出现操作失误。
8.4机器人
现阶段，随着市场经济的不断发展，利用智能机器人生产已成为未来工业的主要发展方向。这是因为智能机器人具有运行的时变性、非线性和强耦合性等特征，生产效率较高。而将智能控制技术应用于机器人的优势主要体现在以下4个方面：①机器人的多传感器和视觉处理方面的控制。对机器人的传感器、视觉处理内容进行智能化控制，能使其准确、迅速地接收系统传达的数据信息和命令。②机器人行走的智能控制。在控制机器人的行走轨迹和行走路径的过程中，采用智能化技术能实现具有时效性和动态性的控制，从而使机器人更加准确地执行系统下达的行走指令和操作命令。③机器人运动环境方面的控制。应用智能控制技术可完善模糊控制系统和专家控制系统，从而可对机器人的运动环境进行准确定位、实时监测、模型建立和规划控制等。④机器人动作姿态控制。利用智能控制技术能控制机器人手臂的姿态，从而使机器人的动作更具有协调性和规律性。
结语
总而言之，从经济发展的角度看国内的机电一体化技术仍旧会持续发展，不断的引进世界先进的工艺技术，国内的技术研究人员深化研究和探索，不断进行改革创新，将其应用在多种行业领域中，促进产业结构的优化，推动经济的发展。
参考文献
[1]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技，2010（14）.
[2]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（03）.
[3]黎洪洲.智能控制及其在机电一体化系统中的应用研究[J].信息系统工程，2014（03）.
论文作者:王英
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/28
标签：智能控制论文; 系统论文; 技术论文; 机电一体化论文; 机器人论文; 功能论文; 智能论文; 《基层建设》2016年12期论文;