摘要:进入新世纪以来,科技有了很大发展,信息化和智能化等技术在社会发展中的应用也愈发广泛,不仅为人们的生活带来很大便利,也促进了整个社会的发展。在机电一体化系统内,智能控制就具有广阔的应用前景,通过这两者之间的互相结合,可以使以往机电一体化中存在的不足与缺陷得到有效的改善。本文主要对以智能控制为基础的机电一体化技术,对智能控制的应用进行详细研究,进而为相关研究提供借鉴。
关键词:智能控制;机电一体化系统;应用
1、引言
机电一体化系统在很多领域中都有重要的作用,对促进社会发展也有很大的贡献,这一系统是指由驱动与动力、机械化本体、信息的处理、控制、执行部分以及传感测试等构成,借助计算机的处理信息技术和相关的控制功能,以及能够进行驱动的元件等展开运行的机械化体系,在科技不断发展进步的前提下,为了使人们的需要得到满足,就需要使智能控制和机电一体化相结合,这既是满足人们需要的要求,也是社会发展的趋势。
2、智能控制概述
智能控制是指这样一种模式,即不需要经过人为的干预与操作,就能够对机器进行自动化驱动,使各项要求和目标都得到实现的控制模式。这一技术的结构一般由以下系统构成:第一,人工智能,这是一种拥有处理信息、记忆与学习以及形式化语言等各种不同功能的系统。第二,控制自动化,这是整个系统内动力的特性,也是动态的反馈。第三,运筹学,这是一种定量优化的方式,具体包括网络与线性规划、调度与管理以及决策和目标的优化等。在传统的控制技术内,以精确系统模型控制为基础,解决时不变和线性等控制中的问题,而智能控制不仅可以解决上述问题,还能够解决一些具有较高难度的问题。
3、智能控制技术在机电一体化系统内的具体应用
3.1在机床中的具体应用
智能控制技术在机电一体化中应用时,主要应用在机床内,传统数控机床器械内,因为没有科学、先进的智能理念,因此加工出的产品达不到完美标准。但是,使用智能控制时,这一技术可以借助CPU控制系统和RISC芯片以及一些其它相对先进、智能化比较高的系统,使机床生产出的产品具有较高的精度。同时,在机床中应用这一技术的过程中,还可以果断、准确的对制造产品的全部过程进行科学决定,智能化系统也可以对机床在工作时的状态和过程进行精确的了解,然后借助监控和诊断,采取一些修正手段,避开机床在生产时容易发生的各种问题。此外,智能控制在机床中进行应用时,这一系统还可以对机床在生产时使用的轴承和主轴,以及导轨等元件实际的磨损状况与寿命进行精确计算,进而使相关人员了解到这一机床可以使用的时间以及替换时间。当前在生产实践过程中,智能控制技术的应用具体如下:第一,智能安全屏障。这个方面主要指借助智能化的设计,防止机床中各个器件在开展工作时出现碰撞的现象。第二,智能热屏障,这里主要指对热位移进行控制,因为机床内的各个元件在运动或者动作的时候,都会散发出一定的热量,再加上室内的温度出现变化,就可能使机床的定位出现误差现象,智能热屏障就是为了解决这一误差,并自动进行补偿,进而使误差数值降至最低。第三,主动振动控制,是借助智能化振动控制,使机床在运行和作业时产生的振动现象降低到最低的水平,在进行切割等作业时,过大的振动会对加工精度产生影响,所以对振动的频率进行有效的控制之后,这对机床的效率和加工的精度有着很大的推动作用。第四,语言信息系统,在相关人员手动调整或者操作机床时,系统就会出现语音提示,可以动态、及时的对相关人员的操作流程和准确性进行提示,进而降低因为人为因素而出现的失误。
3.2智能控制技术在交流伺服系统内的具体应用
交流伺服系统是一种机械转换的装置,主要是转换电信号,进而实现机械化的操作系统。但是从其实际应用状况出发,因为这一系统的结构十分复杂,还要很多不确定的因素存在,比如,参数经常出现变动,负载的扰动以及耦合比较强等,这就造成其在建立模型的过程中会碰到较大的困难,只能建立起与实际状况相近的模型。但是这种情况下的模型很可能无法达到整个系统性能的高标准与高要求。因此,将智能控制在这一系统中进行应用,就不需要在建立起准确模型,也不要求有准确的相关参数,可以动态化、实时化把握系统内多种不同数据的指标,进而确保系统的各项指标满足性能的要求,也满足厂家和生产的需要。
3.3在机器人领域内的具体应用
目前,随着科技更新和发展的速度不断增加,智能机器人的应用范围也不断扩大,机器人动力系统具有以下特征:非线性、耦合性强以及时变性等,面对这些特征,把智能控制融入其中是非常必要的。从实际情况来看,具体的应用主要有以下几点:第一,行走部分的智能控制,能够对机器人在行走时的具体路径和轨迹与跟踪等进行控制,进而对机器人行走的状况进行动态、实时的了解,并对机器人发布行走命令。第二,多传感器和视觉处理方面的控制,从这方面出发,可以使机器人利用传感器等器件,快速、正确的收到信息和命令。第三,动作姿态环节的控制,也就是对机器人的手臂动作和相关姿态进行控制,还可以借助其中的模糊与专家控制系统,规划、建模、监测以及定位机器人运动的环境。
3.4智能控制在装置设备中的具体应用
智能控制在装置设备中应用时,能够把相关元件转化成智能化元件,使其在生产生活、精密仪器的制造、环保与节约能源、生物技术以及化工石油等行业和领域内都可以发挥出最大的优势。第一,家居家庭内的智能化装置设备。家具家庭内的智能化装置设备主要有三种类型,智能化家电、总线的连接器以及家居控制器,这几种类型的装置设备能够发挥出智能化作用,和设备内应用的智能化元件有很大的关系。借助家居家庭装置设备内的智能化元件,然后在经过蓝牙信号和传输的接口等,主动把自身的信息和状态发送至相应控制器,与此同时,控制器在发出相遇的指令后,就对这些动作进行自动化执行。比如,家居家庭中经常使用的照明体系、安防体系、洗衣机和空调以及洗碗机和热水器等,都是以智能控制为基础和应用的条件下,才可以得到有效的发挥。第二,企业内的智能化装置设备,随着国内小、中、大型企业的发展,企业运营时需要的装置设备转向智能化控制已经越来越明显,比如,管理企业的信息数据时,使用智能控制,可以使管理效率得到极大的提升,降低人力和财力以及物理等方面的损耗。
4、结语
综上所述,因为智能控制的水准比较高,速度很快,掌握也比较灵活方便,这些优势的存在使其应用越来越广泛,借助智能控制在机电一体化系统内的具体应用,可以使以往系统内存在的问题得到有效解决,因此,需要引起企业相关人员的重视,不断对这一技术进行改进与完善,切实发挥出智能控制的作用,并不断提高其性能。还可以与国际同行业进行交流与沟通,学习国外的先进技术和理念,取长补短,进而为促进国内机电一体化行业的发展提供借鉴,促进整个行业的发展。
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作者:李军 马剑 单位:廊坊职业技术学院