楊 宏

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430205）

機(jī)電一體化技術(shù)具有一定的綜合性，是將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行高度融合，用于具體的實踐當(dāng)中。不可忽視的是，在具體的發(fā)展過程當(dāng)中，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)無法滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的實際需求，這一系統(tǒng)對于控制技術(shù)提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，將智能控制運(yùn)用在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中是改善當(dāng)前應(yīng)用情況的主要途徑之一。

1 機(jī)電一體化的概述

機(jī)電一體化又稱之為機(jī)械電子學(xué)，主要是將信息技術(shù)、接口技術(shù)、微電子技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)有機(jī)融合在一起，并且運(yùn)用到具體實踐當(dāng)中、綜合性極強(qiáng)的一項運(yùn)用型技術(shù)，它所覆蓋的技術(shù)層面非常的廣泛。另外，機(jī)電一體化的組成要素主要包括結(jié)構(gòu)組成要素、運(yùn)動組成要素、感知組成要素、職能組成要素。在具體的運(yùn)用過程當(dāng)中，應(yīng)該遵循四個原則：即結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動傳遞、信息控制、能量轉(zhuǎn)換。

2 智能控制的概述

智能控制是計算機(jī)模擬人類智能的一個重要領(lǐng)域，指的是在無人干預(yù)的條件之下，能夠讓智能機(jī)器自主驅(qū)動。作為一項自動控制性技術(shù)，它相對于傳統(tǒng)的控制技術(shù)而言，功能性更加豐富、強(qiáng)勁，運(yùn)用范圍更加廣泛，為我國經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化發(fā)展帶來了極大的便捷和便利。另外，智能控制在具體的運(yùn)用當(dāng)中具有如下的特征。其一，高層控制是智能控制的核心所在。其二，智能控制屬于一門邊緣交叉型學(xué)科，作為一個新興的研究領(lǐng)域，有良好的發(fā)展前景，當(dāng)前的應(yīng)用過程當(dāng)中，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢和應(yīng)用價值，能夠滿足多樣性的目標(biāo)和高性能的要求。其三，非線性特征是智能控制器的顯著特征之一。其四，智能控制具有明顯的變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。

3 機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

其一，有助于使得流程控制更加簡潔、方便。在傳統(tǒng)的控制技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行優(yōu)化處理，實現(xiàn)智能控制，通過對加工產(chǎn)品具體要求的編程，對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行智能化控制，同時還可以使得多臺機(jī)床同時加工控制。因此，在智能化控制下，能夠大力節(jié)約人力成本、物力成本，在單位生產(chǎn)時間內(nèi)實現(xiàn)效率和質(zhì)量最優(yōu)化，讓整個生產(chǎn)流程變得更加方便、簡潔、高效，對提高企業(yè)生產(chǎn)效率具有舉足輕重的作用。

其二，有助于提高生產(chǎn)工藝水平。在新的經(jīng)濟(jì)背景之下，工業(yè)在不斷的發(fā)展過程當(dāng)中，對相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)品的精細(xì)度提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的控制技術(shù)依然無法滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的實際運(yùn)用需求，進(jìn)而通過引進(jìn)智能控制技術(shù)，實現(xiàn)兩者的有機(jī)結(jié)合，能夠保證應(yīng)用系統(tǒng)的加工精度和穩(wěn)定性，繼而使得生產(chǎn)工藝水平實現(xiàn)質(zhì)的飛躍和突破。一定情況而言，機(jī)電一體化產(chǎn)品的高精度體現(xiàn)了機(jī)電一體化智能控制技術(shù)的水平，智能技術(shù)水平的不斷提升助力生產(chǎn)工藝水平往良好的趨勢發(fā)展。

其三，有助于工業(yè)生產(chǎn)過程變得更加緊密。傳統(tǒng)的工業(yè)控制手段當(dāng)中缺乏智能控制技術(shù)的支撐，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量受到明顯的阻礙，而通過引入智能控制技術(shù)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的調(diào)整和統(tǒng)一的部署。比如通過運(yùn)用智能控制技術(shù)，可以非常簡單、便捷地對工業(yè)產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、設(shè)定，能夠讓同一機(jī)床生產(chǎn)出不同參數(shù)的產(chǎn)品，讓整個生產(chǎn)過程變得更加緊密。

其四，有助于提高系統(tǒng)工作的精確度、安全性。在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中運(yùn)用智能控制技術(shù)，能夠從不同的層次、不同的方面完善系統(tǒng)各方面的性能。相比于傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)更多的是朝著微電子工業(yè)以及機(jī)械化工業(yè)方向發(fā)展。在具體的運(yùn)用過程當(dāng)中，能夠?qū)⒅虚g模型分析的環(huán)節(jié)有效去除，立足于外部環(huán)境，整體把控外部環(huán)境的變化趨勢，然后對控制指令進(jìn)行有效的調(diào)控，最后使得控制作業(yè)在外部環(huán)境與控制器的共同作用下得以完成。這對于機(jī)電系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確度而言，取得了明顯的改進(jìn)和提升。另外，在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中加強(qiáng)對智能控制技術(shù)的運(yùn)用，能夠促使系統(tǒng)快速地進(jìn)入到工作的狀態(tài)，整體上提升工作效率和質(zhì)量，能夠減少由于人工操作失誤而帶來的不利影響。由此可見，通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能化操控，能夠從精準(zhǔn)度、安全性、可靠性等方面獲得質(zhì)的提升。

4 機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用途徑

4.1 智能控制在機(jī)械制造過程當(dāng)中的運(yùn)用

在機(jī)械制造過程當(dāng)中，機(jī)電一體化是最為重要的一個過程，在新的發(fā)展趨勢之下，機(jī)電一體化系統(tǒng)在智能控制技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的支撐之下，更多的是傾向于智能化方向發(fā)展，而在機(jī)械制造過程當(dāng)中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的控制、機(jī)械故障的診斷智能傳感器的運(yùn)用等多個方面。

4.2 智能控制技術(shù)在設(shè)備機(jī)床當(dāng)中的應(yīng)用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中，比較重要的一個組成部分是數(shù)控機(jī)床設(shè)備，而將智能控制技術(shù)運(yùn)用在數(shù)控機(jī)床設(shè)備當(dāng)中，能夠有效提高設(shè)備計算系統(tǒng)的運(yùn)行效率和精準(zhǔn)度。在傳統(tǒng)的運(yùn)行模式下，由于缺乏先進(jìn)技術(shù)的支撐，無論是產(chǎn)品產(chǎn)出的效率，還是產(chǎn)品的精準(zhǔn)度方面，都存在一定的不足。而在新的發(fā)展模式之下，在數(shù)控機(jī)床加工過程當(dāng)中實現(xiàn)智能控制，主要可以從改進(jìn)機(jī)床的RISC芯片和CPU控制系統(tǒng)方面著手，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的合格率。在具體的運(yùn)用過程當(dāng)中，主要可以從以下幾個方面著手。其一，機(jī)床的主動振動控制。在傳統(tǒng)的模式之下，機(jī)床在作業(yè)的過程中，存在嚴(yán)重的震動問題，這一問題的存在，會使得產(chǎn)品的加工精度受到影響。通過智能控制技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)?shù)控機(jī)床切削加工的過程進(jìn)行智能化處理，繼而解決機(jī)床作業(yè)過程當(dāng)中的震動問題，提高產(chǎn)品加工的精度。其二，安全屏障。將智能控制技術(shù)運(yùn)用在設(shè)備集成系統(tǒng)當(dāng)中，能夠有效減小甚至避免機(jī)床設(shè)備內(nèi)部各個部件在運(yùn)行過程當(dāng)中出現(xiàn)的摩擦和碰撞，使得機(jī)床的安全屏障智能性更高。其三，語音信息系統(tǒng)。語音信息系統(tǒng)的智能化發(fā)展主要可以針對數(shù)控機(jī)床操作人員在操作過程當(dāng)中存在的錯誤操作進(jìn)行語音提醒，繼而規(guī)范操作人員的操作行為，規(guī)避操作風(fēng)險，減少操作損失。

4.3 智能控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用

機(jī)器人動力系統(tǒng)當(dāng)中具有極強(qiáng)的時變性，非線性和強(qiáng)耦合性，而在控制參數(shù)系統(tǒng)當(dāng)中還具有多變性、多任務(wù)性這一系列特征。不可忽視的是，這一系列基本特點(diǎn)和特征與智能控制系統(tǒng)的特征、特性有較強(qiáng)的適配度，由此可見，將智能控制技術(shù)運(yùn)用在技術(shù)的領(lǐng)域是非常有必要的、也是非常適合的。在具體的運(yùn)用過程當(dāng)中，主要可以從以下幾個方面著手。其一，智能功的技術(shù)可以實現(xiàn)對機(jī)器人的行動軌跡以及行走路徑的智能控制。其二，智能控制技術(shù)可以對機(jī)器人的手臂擺動幅度、動作、姿勢進(jìn)行智能化處理。其三，機(jī)器人視覺處理以及多傳感器的信息融合問題，需要依靠智能控制技術(shù)進(jìn)行處理。其四，通過智能控制技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)動環(huán)境的監(jiān)測、運(yùn)動范圍的規(guī)劃、控制和定位。

4.4 智能控制技術(shù)在建筑工程當(dāng)中的運(yùn)用

智能控制技術(shù)的運(yùn)用的路徑的廣泛，運(yùn)用的維度在不斷擴(kuò)散，隨著智能控制技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，將其運(yùn)用在建筑工程當(dāng)中是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。而主要的運(yùn)用環(huán)節(jié)主要可以從以下幾個方面著手分析。其一，建筑物照明系統(tǒng)是建筑工程當(dāng)中必不可少的一個環(huán)節(jié)，而加強(qiáng)智能控制技術(shù)的滲透，使得每一個時段的照明系統(tǒng)能夠進(jìn)行智能化處理，包括照明時間、照明系統(tǒng)的節(jié)能、照明邏輯方面。其二，運(yùn)用在建筑物內(nèi)的空調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中?？照{(diào)在冬季與夏季的使用模式是不同的，所以需要通過智能控制技術(shù)進(jìn)行智能化處理，能夠跟隨氣溫、濕度等參數(shù)的變化，使得空調(diào)的風(fēng)閥能夠智能調(diào)節(jié)。一方面能夠使得建筑內(nèi)空氣質(zhì)量得到有效的改善，保證通風(fēng)；另一方面能夠減少能量的消耗，貫徹綠色發(fā)展理念。

5 總結(jié)

總而言之，智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化當(dāng)中的應(yīng)用越來越廣泛，文章主要對其在機(jī)械制造、設(shè)備機(jī)床、機(jī)器人領(lǐng)域、建筑工程等領(lǐng)域的運(yùn)用進(jìn)行了分析，事實證明，想要推動經(jīng)濟(jì)一體化系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展，應(yīng)該不斷的加強(qiáng)對智能控制技術(shù)的創(chuàng)新和改革。