机电一体化智能控制探析论文

时间:2018-09-20 机电毕业论文 我要投稿

  摘要:随着我国科技的不断进步,我国机电领域逐渐向着自动化、一体化、智能化、集成化方向发展。机电一体化系统融合了机械、电子、信息等技术。机电一体化系统的应用显著的提升了机电设备的自动化控制,随着人们对机电运行要求的日益提升,机电一体化系统中智能控制的作用日益显著,因此,文章将从机电一体化系统中智能控制的基本概念以及机电一体化系统的特点入手,浅析机电一体化系统中智能控制在多个领域中的应用。

  关键词:机电一体化系统;智能控制;机械制造;数控领域;交流伺服物器

  当前我国工业正处于生产转型的重要时期,随着我国科学技术水平的不断提升,智能化技术的应用越来越广泛,智能化技术的应用使得机电一体化系统的智能控制水平得到了显著的提升。机电一体化系统中智能控制的应用极大的提升了我国工业生产的效率,降低了工业生产运营的过程中其运行和生产的成本。提升了企业的经济收益。本文将从机电一体化系统中智能控制的基本概念入手,浅析机电一体化系统中智能控制的实际应用。

  1机电一体化系统中智能控制概述

  1.1机电一体化系统。所谓的机电一体化系统,是指新兴的微电子技术,机电一体化系统将机械、信息、电工、微电子、传感器等技术进行有机的融合,以机械设备、电子元件、计算机设备为硬件构成,以电子技术、通信技术、微机技术为软件构成,对设备和系统进行控制和管理[1]。机电一体化系统主要应用于机电一体化产品以及一体化执行系统,机电一体化系统的主要构成,可以分成信息处理构件、控制构件、电力供应构件、执行构件、机械构件等五大部分组成。机电一体化系统隶属于综合性功能化技术,机电一体化系统的应用能够极大的降低能源消耗,提升生产精度。

  1.2智能控制。智能控制,主要是指通过依赖计算机技术、通信技术等在非线性控制方面开展的智能化、自动化、无人化控制,智能控制是机电一体化系统的重要组成部分之一,由于智能控制性能的优异性使得智能控制越来越受到人们的青睐。机电一体化系统中智能化控制的应用日益广泛。机电一体化系统中智能化控制的应用极大的降低了企业的运营生产成本,提升了生产、管理、控制过程中的经济收益。

  2机电一体化系统的特点概述

  从大体上而言,机电一体化系统的特点可以概括性的分成以下三点:一是,综合性特点,机电一体化系统是以信息理论、控制理论、系统理论为核心的复合型技术,机电一体化系统包含了控制、管理、机械、检测等功能,具体来说机电一体化系统是微处理技术和机械技术的融合利用。二是,智能性特点,机电一体化系统的应用转变了机械处理的表象,通过微处理技术的应用转变了传统的控制方式,提升了控制的精度[2]。机电一体化系统中的机械结构主要由仪表、传感器构成,通过对机电一体化系统中系统参数的调整和设置能够让机电一体化系统发挥出不同的性能,使得机电一体化系统的应用更为广泛,通过机电一体化系统中的传感器以及信号发射装置,能够将自身收集的数据以及参数反馈给中央处理器进行智能化处理。三是,完整性特点,机电一体化系统中主要包含有微处理器、传感器、动力及、传动系统、执行构件等等,机电一体化系统属于完善的机械化系统,机电一体化系统通过对传统的机械设备的结构改进,以传统的机械设备为基础融入了微处理技术、智能测量技术、通信技术等等高端技术,使得机电一体化系统能够为设计行业、机械制造行业、控制领域等提供更有优质的服务。

  3机电一体化系统中智能控制的应用概述

  3.1机电一体化系统中智能控制在数控领域中的应用。机电一体化系统中智能控制在数控领域中的运用,能够弥补数控领域中的技术不足。在数控领域其追求的即是高效率、高精度、高安全性以及高可靠性,并且在数控领域还要求数控设备具有较高的智能化处理能力,如扩展性、延伸性、模拟智能等行为和特性。数控领域中的数控机床,会要求数控技机床以其编写的代码进行加工操作,要求数控机床对加工的构建进行规划、调整、预测加工方式,并且数控机床系统不能对加工程序进行不良干扰[3]。机电一体化系统中智能控制在数控机床中的应用,对数控机床的性能进行了进一步的提升,使其具备了智能化监控能力以及智能化编程能力,使得数控机床真正的实现了自动调整、自动适应、自动识别、自动规划等功能。对于数控领域需求来说,数控机床的控制需求主要是依赖于传统的经典控制来建立部分模型,但是传统的经典控制离乱并不能通过模糊信息进行建模,对信息的精准性要求归于严格,机电一体化系统中智能控制的应用可以构建模糊推理规则,实行模糊控制,降低了数据的精确度,进一步的优化了加工程序,使得数控机床对周边运行环境的要求进一步降低,基于机电一体化系统中智能控制的模糊理论,能够对数控机床中数控系统的参数进行微量调节,提升了数控机床的适应性。插补计算是数控加工的核心算法之一,在实际的计算过程中,需要对加工信息进行取点,常见的加工信息为起点、终点、线型等,老式的加工系统的位置软件增益调节控制功能的实用性较差,机电一体化系统中智能控制技术的应用,能够通过人工神经网络进行控制,可以实现逼近任意复杂程度的非线性函数。并且与此同时,机电一体化系统中智能控制技术中的专家系统,还能够对数控加工过程中不明确的推理问题进行简易推理,机电一体化系统中智能控制中的遗传进化系统,还能够提前预测、动态反馈以及优化加工路径。

  3.2机电一体化系统中智能控制在机器人领域中的应用。机电一体化系统中,智能控制在机器人领域中的应用十分广泛,机器人技术的研究时间较晚,机器人研究领域是当前高端技术研究之一。动力学控制的实现,是控制机器人行为的核心,并且动力学理论大多是实时变化的、非线性的、高内聚的。以双足行走的机器人为例,双足行走的机器人可以看成动态二级倒立摆,动态二级倒立摆具有非线性特征。并且机器人研究领域中涉及到的传感器信息数据十分繁杂,机器人控制系统自身的复杂性较高,其控制系统隶属于多变量系统,要想保障机器人行动的平衡性就需要多个命令并行执行,例如,机器人自动躲避障碍命令、动作规划命令、平衡调整命令、视觉处理命令等。传统的控制算法,由于其自身的限制能难实现全方位的控制,因此,通过机电一体化系统中智能控制的应用,可以直接弥补传统控制系统的不足。以机电一体化系统中智能控制技术中的神经网络为例,神经网络是典型的放生智能控制技术,神经网络具有较强的非线性映射嫩里和较高的实效性,神经网络是当前机器人研究的主要方向之一,神经网络主要应用于机器人机械手臂的现场控制。机电一体化系统中,智能控制技术在机器人中的技术应用,还含有模糊控制技术等,多种不同智能化控制技术的综合性应用,也是机器人研究的一大发展方向,上文中所述的神经网络模拟控制技术,就弥补了控制思维神经元结构的相对任意性。

  3.3机电一体化系统中智能控制在交流伺服物器中的应用。机电一体化系统中,智能控制在交流伺服系统中发挥着至关重要的作用,并且机电一体化系统中智能控制的过程中,也会涉及到交流伺服驱动装置的运用,交流伺服驱动装置主要是价格电子信号转变为机械动作信号,促使机械设备接受到电子信号之后,能够通过交流伺服驱动装置来转变为可读的机械信号,进而进行机械设备运作,交流伺服驱动装置的运行状态会直接影响到整体机械运行的动态性,交流伺服驱动装置的性能与机电一体化系统之间属于相互依存相互影响的关系,两者之间互为影响。矢量控制技术的应用,使得交流伺服驱动装置实现了系统内部之间数据的共享,交流伺服系统其自身的复杂性较高,其不仅仅会涉及到负载扰动还会涉及到参数的实时变化,因此,控制参数也属于非线性的、实时变化的参数,传统的通用的PID控制方式已经满足交流伺服系统的实际需求,因此,我国当前在使用交流伺服物器的过程中,主要采用机电一体化系统中智能控制,机电一体化系统中智能控制可以将非线性的控制方式直接运用到交流伺服物器之中,通过机电一体化系统中智能控制的应用,能够实现参数的实时调账,提升了交流伺服物器的实用性。

  3.4机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的应用。机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的应用,提升了机械制造行业的智能性,机电一体化系统中智能控制的运用,主要是为了通过计算机技术来模拟人脑,进而带代替部分人脑工作,降低机械制造过程中相关工作人员的工作压力,使得其能够将工作精力放到其他工作环节中去。与此同时,通过电脑来代替人脑的工作方式还能够降低人工误差,提升机械生产的精度。在机械制造领域中运用机电一体化系统中智能控制技术中的神经网络系统,能够对机械制造的生产状况进行实时的监督和动态方针,通过加工生产过程中的传感器来收集相关信息数据,在经由信号传输装置将信息数据传输至中央处理器,对控制模式中的数据和参数进行实时的调整和修改,进而实现了机械制造和生产的智能化控制和实时控制。概括来说,机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的硬装,主要是机械制造系统的智能检测和监测、故障的实时监测。

  4结语

  随着我国工业化建设进程的不断推进,原有的传统的控制方法、控制理念已经不能满足人们的需求,引入和推行先进的技术理论成为必然。机电一体化系统中智能控制技术是在原有的非智能控制基础的基础上逐步的发展而言,机电一体化系统中智能控制相比传统的非智能控制基础而言,其融入了计算机技术、通信技术等,机电一体化系统中智能控制技术,弥补了传统控制技术的不足之处,机电一体化系统中智能控制的应用,直接有效地解决了高级线性和非线性问题。

  参考文献

  [1]解丹婷.试分析智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].黑龙江科技信息,2017,(9):21.

  [2]杨正蕾,崔少鹰.机电一体化系统中智能控制的应用[J].山东工业技术,2017,(7):163.

  [3]庞海龙.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].能源与节能,2017,(3):65-66,68.

  [4]郑川.谈机电一体化系统中智能控制的应用[J].黑龙江科技信息,2016,(13):108.

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