機電一體化智慧控制探析論文

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摘要:隨著我國科技的不斷進步,我國機電領域逐漸向著自動化、一體化、智慧化、整合化方向發展。機電一體化系統融合了機械、電子、資訊等技術。機電一體化系統的應用顯著的提升了機電裝置的自動化控制,隨著人們對機電執行要求的日益提升,機電一體化系統中智慧控制的作用日益顯著,因此,文章將從機電一體化系統中智慧控制的基本概念以及機電一體化系統的特點入手,淺析機電一體化系統中智慧控制在多個領域中的應用。

機電一體化智慧控制探析論文

關鍵詞:機電一體化系統;智慧控制;機械製造;數控領域;交流伺服物器

當前我國工業正處於生產轉型的重要時期,隨著我國科學技術水平的不斷提升,智慧化技術的應用越來越廣泛,智慧化技術的應用使得機電一體化系統的智慧控制水平得到了顯著的提升。機電一體化系統中智慧控制的應用極大的提升了我國工業生產的效率,降低了工業生產運營的過程中其執行和生產的成本。提升了企業的經濟收益。本文將從機電一體化系統中智慧控制的基本概念入手,淺析機電一體化系統中智慧控制的實際應用。

1機電一體化系統中智慧控制概述

1.1機電一體化系統。所謂的機電一體化系統,是指新興的微電子技術,機電一體化系統將機械、資訊、電工、微電子、感測器等技術進行有機的融合,以機械裝置、電子元件、計算機裝置為硬體構成,以電子技術、通訊技術、微機技術為軟體構成,對裝置和系統進行控制和管理[1]。機電一體化系統主要應用於機電一體化產品以及一體化執行系統,機電一體化系統的主要構成,可以分成資訊處理構件、控制構件、電力供應構件、執行構件、機械構件等五大部分組成。機電一體化系統隸屬於綜合性功能化技術,機電一體化系統的應用能夠極大的降低能源消耗,提升生產精度。

1.2智慧控制。智慧控制,主要是指通過依賴計算機技術、通訊技術等在非線性控制方面開展的智慧化、自動化、無人化控制,智慧控制是機電一體化系統的重要組成部分之一,由於智慧控制性能的優異性使得智慧控制越來越受到人們的青睞。機電一體化系統中智慧化控制的應用日益廣泛。機電一體化系統中智慧化控制的應用極大的降低了企業的運營生產成本,提升了生產、管理、控制過程中的經濟收益。

2機電一體化系統的特點概述

從大體上而言,機電一體化系統的特點可以概括性的分成以下三點:一是,綜合性特點,機電一體化系統是以資訊理論、控制理論、系統理論為核心的複合型技術,機電一體化系統包含了控制、管理、機械、檢測等功能,具體來說機電一體化系統是微處理技術和機械技術的融合利用。二是,智慧性特點,機電一體化系統的應用轉變了機械處理的表象,通過微處理技術的應用轉變了傳統的控制方式,提升了控制的精度[2]。機電一體化系統中的機械結構主要由儀表、感測器構成,通過對機電一體化系統中系統引數的調整和設定能夠讓機電一體化系統發揮出不同的效能,使得機電一體化系統的應用更為廣泛,通過機電一體化系統中的感測器以及訊號發射裝置,能夠將自身收集的資料以及引數反饋給中央處理器進行智慧化處理。三是,完整性特點,機電一體化系統中主要包含有微處理器、感測器、動力及、傳動系統、執行構件等等,機電一體化系統屬於完善的機械化系統,機電一體化系統通過對傳統的機械裝置的結構改進,以傳統的機械裝置為基礎融入了微處理技術、智慧測量技術、通訊技術等等高階技術,使得機電一體化系統能夠為設計行業、機械製造行業、控制領域等提供更有優質的服務。

3機電一體化系統中智慧控制的'應用概述

3.1機電一體化系統中智慧控制在數控領域中的應用。機電一體化系統中智慧控制在數控領域中的運用,能夠彌補數控領域中的技術不足。在數控領域其追求的即是高效率、高精度、高安全性以及高可靠性,並且在數控領域還要求數控裝置具有較高的智慧化處理能力,如擴充套件性、延伸性、模擬智慧等行為和特性。數控領域中的數控機床,會要求數控技機床以其編寫的程式碼進行加工操作,要求數控機床對加工的構建進行規劃、調整、預測加工方式,並且數控機床系統不能對加工程序進行不良干擾[3]。機電一體化系統中智慧控制在數控機床中的應用,對數控機床的效能進行了進一步的提升,使其具備了智慧化監控能力以及智慧化程式設計能力,使得數控機床真正的實現了自動調整、自動適應、自動識別、自動規劃等功能。對於數控領域需求來說,數控機床的控制需求主要是依賴於傳統的經典控制來建立部分模型,但是傳統的經典控制離亂並不能通過模糊資訊進行建模,對資訊的精準性要求歸於嚴格,機電一體化系統中智慧控制的應用可以構建模糊推理規則,實行模糊控制,降低了資料的精確度,進一步的優化了加工程式,使得數控機床對周邊執行環境的要求進一步降低,基於機電一體化系統中智慧控制的模糊理論,能夠對數控機床中數控系統的引數進行微量調節,提升了數控機床的適應性。插補計算是數控加工的核心演算法之一,在實際的計算過程中,需要對加工資訊進行取點,常見的加工資訊為起點、終點、線型等,老式的加工系統的位置軟體增益調節控制功能的實用性較差,機電一體化系統中智慧控制技術的應用,能夠通過人工神經網路進行控制,可以實現逼近任意複雜程度的非線性函式。並且與此同時,機電一體化系統中智慧控制技術中的專家系統,還能夠對數控加工過程中不明確的推理問題進行簡易推理,機電一體化系統中智慧控制中的遺傳進化系統,還能夠提前預測、動態反饋以及優化加工路徑。

3.2機電一體化系統中智慧控制在機器人領域中的應用。機電一體化系統中,智慧控制在機器人領域中的應用十分廣泛,機器人技術的研究時間較晚,機器人研究領域是當前高階技術研究之一。動力學控制的實現,是控制機器人行為的核心,並且動力學理論大多是實時變化的、非線性的、高內聚的。以雙足行走的機器人為例,雙足行走的機器人可以看成動態二級倒立擺,動態二級倒立擺具有非線性特徵。並且機器人研究領域中涉及到的感測器資訊資料十分繁雜,機器人控制系統自身的複雜性較高,其控制系統隸屬於多變數系統,要想保障機器人行動的平衡性就需要多個命令並行執行,例如,機器人自動躲避障礙命令、動作規劃命令、平衡調整命令、視覺處理命令等。傳統的控制演算法,由於其自身的限制能難實現全方位的控制,因此,通過機電一體化系統中智慧控制的應用,可以直接彌補傳統控制系統的不足。以機電一體化系統中智慧控制技術中的神經網路為例,神經網路是典型的放生智慧控制技術,神經網路具有較強的非線性對映嫩裡和較高的實效性,神經網路是當前機器人研究的主要方向之一,神經網路主要應用於機器人機械手臂的現場控制。機電一體化系統中,智慧控制技術在機器人中的技術應用,還含有模糊控制技術等,多種不同智慧化控制技術的綜合性應用,也是機器人研究的一大發展方向,上文中所述的神經網路模擬控制技術,就彌補了控制思維神經元結構的相對任意性。

3.3機電一體化系統中智慧控制在交流伺服物器中的應用。機電一體化系統中,智慧控制在交流伺服系統中發揮著至關重要的作用,並且機電一體化系統中智慧控制的過程中,也會涉及到交流伺服驅動裝置的運用,交流伺服驅動裝置主要是價格電子訊號轉變為機械動作訊號,促使機械裝置接受到電子訊號之後,能夠通過交流伺服驅動裝置來轉變為可讀的機械訊號,進而進行機械裝置運作,交流伺服驅動裝置的執行狀態會直接影響到整體機械執行的動態性,交流伺服驅動裝置的效能與機電一體化系統之間屬於相互依存相互影響的關係,兩者之間互為影響。向量控制技術的應用,使得交流伺服驅動裝置實現了系統內部之間資料的共享,交流伺服系統其自身的複雜性較高,其不僅僅會涉及到負載擾動還會涉及到引數的實時變化,因此,控制引數也屬於非線性的、實時變化的引數,傳統的通用的PID控制方式已經滿足交流伺服系統的實際需求,因此,我國當前在使用交流伺服物器的過程中,主要採用機電一體化系統中智慧控制,機電一體化系統中智慧控制可以將非線性的控制方式直接運用到交流伺服物器之中,通過機電一體化系統中智慧控制的應用,能夠實現引數的實時調賬,提升了交流伺服物器的實用性。

3.4機電一體化系統中智慧控制在機械製造領域中的應用。機電一體化系統中智慧控制在機械製造領域中的應用,提升了機械製造行業的智慧性,機電一體化系統中智慧控制的運用,主要是為了通過計算機技術來模擬人腦,進而帶代替部分人腦工作,降低機械製造過程中相關工作人員的工作壓力,使得其能夠將工作精力放到其他工作環節中去。與此同時,通過電腦來代替人腦的工作方式還能夠降低人工誤差,提升機械生產的精度。在機械製造領域中運用機電一體化系統中智慧控制技術中的神經網路系統,能夠對機械製造的生產狀況進行實時的監督和動態方針,通過加工生產過程中的感測器來收集相關資訊資料,在經由訊號傳輸裝置將資訊資料傳輸至中央處理器,對控制模式中的資料和引數進行實時的調整和修改,進而實現了機械製造和生產的智慧化控制和實時控制。概括來說,機電一體化系統中智慧控制在機械製造領域中的硬裝,主要是機械製造系統的智慧檢測和監測、故障的實時監測。

4結語

隨著我國工業化建設程序的不斷推進,原有的傳統的控制方法、控制理念已經不能滿足人們的需求,引入和推行先進的技術理論成為必然。機電一體化系統中智慧控制技術是在原有的非智慧控制基礎的基礎上逐步的發展而言,機電一體化系統中智慧控制相比傳統的非智慧控制基礎而言,其融入了計算機技術、通訊技術等,機電一體化系統中智慧控制技術,彌補了傳統控制技術的不足之處,機電一體化系統中智慧控制的應用,直接有效地解決了高階線性和非線性問題。

參考文獻:

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