机电一体化系统中智能控制的应用体会

摘要：随着科技发展，对机电一体化系统控制的要求，也随之日益提高。由此而引发了被控制的对象、目标与环境及其任务都随之变得复杂，由此导致了智能控制在机电一体化系统中的应用越来越受到重视，也变得十分重要。本文分析了智能控制及智能控制技术在机电一体化系统中的应用特点并总结了智能控制的应用体会。

关键词：模糊控制 智能控制 机电一体化 神经网络控制

中图分类号: TP273文献标识码：A文章编号：1007-9416(2011)10-0093-01

由于科学技术的不断进步，使得机电一体化系统的控制要求也在不断的提高，这就进一步导致了控制环境、被控制对象、控制目标和任务的日益复杂。于是智能控制应运而生，在机电一体化中显得日渐重要起来。本文主要介绍了在机电一体化这个系统中智能控制以及这项技术的实际应用。

当今社会，科学技术突飞猛进，而作为第三次科技革命重要标志的电子技术也不断地得到发展，其中微电子技术的发展、超大规模的集成电路的发展，使得机电一体化的技术日渐成熟起来，并且得到了广泛的应用，于是这就要求控制效果也要随之进步。智能控制可以说是顺应了这一要求而产生的，它的出现以及发展，为解决许多技术上的问题提供了行之有效的方法。就算是那些复杂的。很难实现，并且不利于设计的对象，智能控制也能为它们提供很好的解决方法。在这一系统中，智能控制越来越受到重视，在机电一体化的方方面面都能体现出智能控制的不可替代和重要性。

1、智能控制与传统控制的差别

(1)智能控制发展了传统的理论，使传统控制成为了它的一部分，成为了它的初级阶段。智能控制想要达到的是系统在全局上的整体优化，并不是简单的追求系统在某些方面的高度自治。智能控制系统的结构是很开放的、是分布式的，同时也十分级的，从而使得它有着很强的处理信息的综合能力。

(2)智能控制综合了许多门学科，不论是“二元论”、“三元论”还是“四元论”，智能控制理论总是把人工智能、运筹学、自动控制理论、信息论的交叉部分作为它的基础。这就不同于传统的控制理论，传统的控制理论有反馈控制理论作为它的核心，有着自己完整的理论体系。

(3)智能控制一般把任务要求很复杂的、具有不确定性的模型、非线性很强的任务作为它的主要对象。而传统控制只是把线性的、单一的任务最为它的对象。

(4)与传统控制相比，智能控制系统把描述数学模型和识别环境等方面作为设计的重点。而传统控制则是把运动学方程、传递函数、动力学方程等数学模型作为描述系统的方法。

(5)通过对专家的经验的学习，智能控制从中获取所需知识，而传统的控制则是通过不同的定理、定律来获得所需的知识。因为智能控制系统有关于被控对象、人的控制策略和被控环境的相关知识，并且能够很好的运用他们，所以智能控制系统具有模拟人的智能或者是仿人的智能。

2、智能控制如何应用于机电一体化系统之中

2.1 智能控制在数控领域的应用

在数控领域，不仅需要智能控制有很高的性能，而且还要具有一定的延伸、模拟和扩展的知识处理功能。比如加工运动推理、决策、规划能力以及网络通信制造的能力、感知加工环境的能力、智能般控、智能数据库、智能编程等，能够自组织、自适应、自寻优、自学习、自规划、自识别、自整定、自繁殖、自修复等。在进行控制时使用经典控制理论，如果遇到有很多信息模糊，或者是有许多的环节没有办法建模，那么在这样的时候运用智能控制的思路，就可以实现经典控制根本无法实现的最佳效果。形成智能控制理论的其中一个方法模糊控制就是为了实现优化加工过程的控制。

对于那些在专门的领域中结构不是很明确、没有办法确定它的算法的知识推理的问题，用专家系统就能够很好地解决。它可以把对很多个数控机床的专家经验综合到一起，然后利用一定的推理规矩，根据具体的故障信息，推理出指导性的意见。

2.2 智能控制在机器人领域的应用

在动力学方面，机器人往往表现为非线性的、强耦合，并且时变，而多信息和多变量则是在传感器信息和控制参数等反面的表现，而智能控制的应用正需要这些特质。在机器人领域的方方面面，智能控制技术都已经被广泛应用，比如机器人行走过程中能够主动避让障碍物，可以遵照一定的路径和轨道行走，还有手臂可以做出一些规定的动作，就是采用了模糊控制、神经网络控制等技术而实现的。其中神经网络控制有着很强的自主学习能力和非线性的反映、反射能力，已经广泛应用于机器人动力学方面了。

2.3 智能控制在交流伺服系统中的应用

作为机电一体化典型产品的重要组成部分，伺服驱动装置对控制质量、系统动态性能和功能有这决定性的影响。交流伺服系统是一种很复杂的系统，它的参数可以随时变动、伴随着负载的扰动，与此同时交流电动机的本身与被控对象具有很强的非线性等诸多不确定的因素，所以想要建立精准的数学模型是很困难的。于是把智能控制应用于交流伺服系统当中，并且结合现代交流伺服将有可能得到较高的性能指标。

2.4 智能控制在机械制造中的应用

在制造机电一体化系统的过程中，采用经典机械理论、计算机辅助技术和智能控制相结合的方法，形成了新的机械制造技术。并且这项技术正在朝着智能制造系统的方向发展。而智能制造系统想要利用计算机来模拟人类的专家的智能活动，从而取代或者进一步开发人脑的部分劳动，而想要提高智能制造系统的技术水平，首先要发展智能控制技术。通过运用神经网络学习的这项功能，同时利用它可以并行处理信息的这项能力，进行模式识别的在线操作，就可以对那些信息残缺不全的进行有效的处理。

3、结语

智能控制区别了机电一体化和传统的机械自动化的技术，成为机电一体化技术在21世纪发展的方向。与此同时，智能控制技术自身的发展也在不断变化和前进。在怎么样才能把它和机电一体化技术、传统的控制理论相融合，实现高度智能化等方面，还是需要不断探索和不懈的努力、研究的。

参考文献

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