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智能控制技术与机电控制应用融合分析

2021-02-28大唯机电安装工程苏州有限公司林菲婷

电子世界 2021年22期
关键词:控制技术机电机械

大唯机电安装工程(苏州)有限公司 张 博 林菲婷

随着互联网技术的快速发展,我国已经逐步向高速信息化时代迈进,尤其以人工智能领域的发展更加突出,在工业领域,智能控制技术在此种情况下获得了客观的发展,近年来,机电一体化系统在各行各业这个都起到了显著的作用。

近年来越来越多的企业将智能控制添加到机电一体化技术中以满足企业的发展需求。通过融入智能控制技术这一项创新技术,不仅满足了生产需要,同时也提高了生产效率,降低了企业的生产成本。本文主要围绕智能控制技术在机电控制中的应用展开阐述。

随着现代工业化高速发展,智能控制技术已经在机电控制系统中有了较为成熟的应用,随着工业生产的成果展现,显示出取得了较好的应用成效。智能控制技术作为在机电一体化中最重要的一个部分,秉承着在机电设计原则中工业生产效率的提高,质量保证的原则,为后续机电控制的优化进行了铺垫。使得在机电一体化融合成一个多功能系统。大大改善了系统运行中的一些不确定性。从各方面保证了从业人员更好的展开各项工作。

1 机电一体化特点简单概述

首先,机械电子是指将微电子技术引入机械、电力、信息和控制领域,并将相关的机械设备集成一个系统。它主要包括技术和产品两个方面。机械电子具有高效率、高智能、多功能的特点。相比较于传统机械技术,机电一体化不仅提高了生产安全性,能完成很多传统机械完成不了的高难度工作,也极大提升了工作效率,降低了人为成本,对于企业未来技术的发展和生产效率的提高起到了不可替代的作用。

2 智能控制技术在机电系统中概况论述

智能控制从概念上可理解为具有智能信息处理,智能信息反馈和智能控制决策的控制方式,在整个控制理论的发展中属于较为成熟的一个时期,智能控制技术最突出的一个特点就是在于想比较与早起的控制技术它能更加有效的解决一些复杂系统的控制问题。一般来说智能控制系统本身是由多个机构构成的复杂系统,其中的核心体系主要包括集成操控体系,神经网络体系,学习体系,专家操控体系。随着工业智能化越来越成熟的运用到企业中,智能控制技术因地制宜的运用到工业生产中,能更显著的提高产品质量和寿命。此外,智能控制系统本身具有避免横切、组织和改变结构的优点。目前,生产过程的智能控制主要包括局部层次和全局层次两个方面,局部层次是指控制器在生产过程的某一阶段的智能设计。比如智能PID控制器,神经网络控制器。全局级的智能控制主要对

整个生产过程中的智能化,比如操作工艺的控制,在生成工程中的故障预警。因此,在机电控制系统中把智能控制这一技术融入进来,一方面保证了人的生命安全,提升了安全系数另一方面也降低了企业的成本,提高了生产效率。

2.1 智能控制技术的原理

智能控制是由多种学科相互交叉而形成的一门新兴学科,智能控制技术被定义为是一种融合了人工智能,计算机基础理论以及控制方法的一种新兴技术。这门技术以传统的控制理论为载体,将深度学习作为一种调优手段,使得控制系统的各个环节达到了理想的状态,这其中常用的调优方法有:神经网络,模糊理论等。其最大的优点在于可以自动优化控制系统中的各个参数,达到自我调节的目的。

2.2 智能控制技术的特点

智能控制与传统控制技术最为明显一个不同在于处理问题的对象,传统技术一般用于有基础模型的对象,而智能控制可以应用到处理一些非模型化的对象。

并且它相比于过去的技术在整体上有了相当大的改进,并且对于控制也在逐步的完善。表现出的特点有以下几个方面:

(1)智能控制是基于非数学广义模型和高等数学相结合的基础,在结合传统控制一些开闭环问题可以达到解决一些多模态情况下的控制问题。

(2)从功能实现这一角度分析,智能控制具备自适应,自我学习,通过算法的改进找到一些问题的最优解,从而最终实现我们的目标。

3 智能控制技术在机电控制系统中的应用

3.1 智能控制技术在数控领域的应用

在机械电子的发展中,数控机床技术具有不可替代的地位,对整个机械电子的发展起着决定性的作用。近年来,随着数控行业内部竞争加剧,使得很多从业者想从智能控制技术中寻求突破。伴随着智能控制技术的日益成熟,极大的提升了数控机床的寿命,把智能控制技术运用到数控机床系统中,一方面可以通过

相关的模块对机床信息进行整合,另一方面针对机床在实际运行当中出现的各种问题,以及在所运用的算法方面都可以借助智能控制系数为后续解决这些问题提供依据,同时提升了数控机床的安全性和精准性。

3.2 智能控制技术在机器人领域中智能控制的应用

随着人工智能的迅速崛起,对于机器人领域的研究也逐渐成为了一个热点。对于将智能控制技术运用到机器人领域中也成了目前一个重点研究的方向。将智能控制技术与机器人向结合,并运行机器学习和深度学习相关领域的知识,对机器人控制系统进行编程,极大提升了机器人的性能。比如可以对机器人的运动轨迹进行路径规划,使机器人可高效的完成各种工作。同时可以对工厂运行环境进行实时监测和预警,有效的保证了施工人员的生命安全。

3.3 智能控制技术在交流伺服领域中的应用

交流伺服系统主要是对机电一体化系统运行当中的质量以及动态方面进行控制的一个环节,工作流程较为繁琐,比如在具体的某一个工作流程中所要设置的参数可能比较多,并且在众多的参数中还涉及到动态参数的设置,使得机电系统在正常的工作下有众多的不确定因素。通过智能控制技术的运行,可以更有效地管控动态参数从而提高了提高了设备运行的效率,减少了系统的依赖性。帮助了一些中小型企业提高了生产效率节约了成本。

3.4 智能控制技术在建筑行业中的应用

建筑工程方面能大量体现智能控制技术主要体现在以下两个方面:第一个方面是智能控制技术在控制室内温度方面有很好的效果。将空调与智能控制技术相结合可以对当下的季节和气候进行调节。并且最大达一个好处是在机电控制设备中应用这项技术可以在很大程度上改善周围空气的质量。第二个显著的方面是对于室内的灯光亮度的控制,主要实现方式是控制系统和通信系统的双重结合。虽然影响室内光照的因素非常多,但不能否认的是智能控制对于光亮的调控还是有很好的效果。

3.5 智能控制技术在工程机械中的应用

由于工程机械是一个很大的一个领域,那么对应到一个具体的控制对象中所应用的机械运行方式也有所不同,如果缺少了智能控制技术,这将使得不适应的操作系统需要进行重新匹配,从而增加劳动的成本,将智能控制技术杂糅到工程机械问题中就能大幅度的减少重新匹配的次数节约了时间,根据控制对象在不同时间,不同环境下所表现的特征,针对性的将智能控制在合适的工作条件下给予最适合的操作方法进行匹配,从而提高机械运行效率。但不容忽视的是,机械整个控制过程都较为复杂,并且工作环境对于机械的运行效率也有很大程度的应用。因此,对于不同的工程机械,应根据具体要求和周围的环境来展开运用。智能控制技术的应用领域如图1所示。

图1 智能控制技术的应用领域

综上所述,智能控制系统在整个未来的工业发展用举足轻重的地位,对机电控制技术的发展更为关键。以智能信息技术为背景的智能工业化发展也响应了国家“工业4.0”的精神。随着智能控制技术越来越成熟的发展,可以更好的提升产品生产效率和机电设备的使用寿命。一方面解决了传统控制技术遗留下的问题,另一方面也保证了从业人员的生命安全。为日后机电行业蓬勃高速发展奠定了坚实的基础。

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