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【摘 要】 随着科学技术的不断发展和进步,机电一体化系统成功将机械技术与电子技术合为一体,并得以快速运转和发展而对机电一体化系统的控制也由传统的控制技术发展到自动化智能控制技术智能控制在机电一体化系统运作实践中得到广泛应用并取得良好成效,加速了机电一体化的发展,为社会经济发展和人们生活带来了许多的便利,相信随着对智能控制的研究和探讨,智能控制技术的不断发展会在机电一体化系统的运作中发挥更大的作用。
【关键词】 机电一体化;智能控制;应用;分析
随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展,我国的机电一体化技术越来越成熟,在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中,很多机电一体化应用的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征,给机电一体化的发展带来了很大的难题。职能控制系统的出现及应用,为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。因此,智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视,对其进行研究是当前人们热衷的一大课题。
一、机电一体化系统中智能控制的概述
1.智能控制是在传统理论的基础上发展起来的,传统控制仅是智能控制的一部分,属于智能控制的最低级阶段。智能控制系统的机构是开放的、分布式的,对综合信息的处理能力比较强。智能系统不仅追求机电一体化的高度自治,更注重全局性的优化。智能控制是一个多学科相互交叉的学科,其理论基础是自动控制理论、人工智能、信息论及运筹学的交叉。智能控制的任务及主要对象具有不确定性、高度复杂及非线性的要求,而传统控制形式的方法,一般仅能用于单一的任务对象,通常要求有精确的数学模型。
2.机电一体化系统中智能控制的特点。智能控制系统设计的重点主要体现在对环境与符号的识别、描述数学模型、设计知识库及推理机,区别于在传统控制中常用到的运动学方程、传递函数或动力学方程等数学模型来对系统进行描述的方法。另外,智能控制还有混合控制的特点,系统可以运用知识来表示非数学的广义模型及通过数学来表示的混合控制过程,采取开闭环控制、定性决策以及定量控制手段相结合的形态进行控制。
3.智能控制的有效应用是机电一体化的必然趋势。从20世纪90年代的后期开始,一些较发达国家的机电一体化技术已经进入了智能控制的新阶段。一方面,通信技术、光学等加入到机电一体化行列中,微细加工技术也逐步在机电一体化中得以有效应用,出现了微机电一体化及光电一体化等新的分支结构;另一方面,有关机电一体化系统建模的分析、设计以及集成方法,机电一体化学科体系及发展趋势等都开展了深刻的研究。同时,因为神经网络技术、人工智能控制和光纤技术等多领域都有了较大进步,这为机电一体化的技术发展提供了广阔空间,也为产业化奠定了基础。智能控制已成为21世纪机电一体化发展的必然趋势,它在控制理论的基础上,加以运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学、混沌动力学及人工智能等众多新方法、新思想,通过对人类智能的模拟,使其具有思维逻辑、判断推理能力以及决策能力,以获得更准确的控制目标。智能控制已经在机电一体化的系统研究中日益受到重视,建筑智能化及机器人的智能化就是其典型应用。
二、智能控制在机电一体化系统中的应用
1.电力电子学研究领域中的智能控制
包括变压器电动机发电机在内的电机电器设备在规划设计投入生产实际运行及控制过程等方面都是相当复杂的将智能控制技术引入电力系统,在电机电器设备的优化设计故障控制和诊断等方面,都相当有成效对电器设备的设计优化,可用先进的遗传算法进行优化计算,能大幅度缩短计算时间,有效节约成本,并提高电机电器的设计质量和效率而神经网络系统以及模糊逻辑专家系统是在电机电器设备的故障控制和诊断中所应用的智能控制技术智能控制在电力电子学应用领域中发挥重要作用的最具代表性的现象是其在电流控制技术中的广泛应用,智能控制技术在电力系统中的应用方向是电力电子学研究领域极具研究价值的一个项目,可以推动电力电子领域的进步和电力系统不断的发展。
2.工业过程中的智能控制
智能控制在工业过程中的应用主要包括全局级与局限级两个方面全局级智能控制针对整个生产过程的操作工艺,主要在规划过程中操作处理异常控制过程的故障诊断等情况下发挥作用而局限级智能控制在在线自适应调整参数整定方面有明显优势,并且对解决非线性一类的复杂控制问题有显著成效局限级智能控制在主要是神经网络控制器和专家控制器的智能控制器上投入研究力度,通过将智能应用到工业过程的某一单元来设计控制器。
3.智能控制在交流伺服系统中的应用
作为机电一体化典型产品的重要组成部分,伺服驱动装置对控制质量、系统动态性能和功能有这决定性的影响。交流伺服系统是一种很复杂的系统,它的参数可以随时变动、伴随着负载的扰动,与此同时交流电动机的本身与被控对象具有很强的非线性等诸多不确定的因素,所以想要建立精准的数学模型是很困难的。于是把智能控制应用于交流伺服系统当中,并且结合现代交流伺服将有可能得到较高的性能。
三、对智能控制的研究展望
智能控制在机电一体化系统中的应用较晚,是新兴的控制技术,但随着对智能控制领域的不断研究和探讨,智能控制技术在理论和实践应用中都取得良好成效但随着科学技术的不断进步和机电一体化的不断发展,智能控制所要解决的问题会越来越复杂,因此,智能控制在目前的基础上还应多方面提高,加强研究智能控制使其在机电一体化系统的运作实践中发挥更大的作用
(1)加强理论研究力度智能控制理论是智能控制技术的基础,若理论研究太过滞后,会直接影响智能控制系统的稳定性可靠性和鲁棒性因此必须深入探讨研究智能控制的理论,寻求更新更丰富合理的的理论依据,为智能控制技术的发展打好扎实的基础
(2)拓宽应用范围,提高实际应用性能智能控制已被广泛应用于各个领域,其发展前景是不可限量,但机电一体化系统的发展和大幅度使用要求实时控制技术的提高,因此,必须不断探索新的技术突破,拓宽智能控制的应用范围,提高其实际应用性能,为社会经济发展提供更多帮助综上而言,机电一体化系统应用智能控制技术改变了传统的机械自动化运行模式,智能控制是在社会经济与科学技术同步发展的现代机电一体化系统中应用极为广泛的控制方式,而机电一体化系统采用智能控制策略的原因是智能控制技术高性能高水平高效率的控制优势,这种合理科学的选择不仅促进了机电一体化的发展和进步,而且推进了人们生活与工业生产向信息化智能化的发展。
四、结语
通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等四项技术的应用,我国机电一体化技术非常顺利地实现了智能化的控制,从而促进了我国机电一体化系统的健康长远发展。无论是国内还是国外,对于机电一体化中对智能控制系统方面的研究已经很深入,不管是在现代机械上还是在典型机械上。相较于传统的钓控制方法智能控制系统更具有柔性和灵活性,优势很突出且实用性很强。以微处理器为核心的智能控制系统,在微电子技术、精密机械技术以及信息技术等领域展现出了更为广阔的发展前景和更具优势的发展空间。
参考文献:
[1]周华昌.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].才智,2011(31).
[2]董勇、谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技術与应用,2011(10).
[3]王成勤、李威、孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压,2008(8).
[4]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技,2010(14).
【关键词】 机电一体化;智能控制;应用;分析
随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展,我国的机电一体化技术越来越成熟,在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中,很多机电一体化应用的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征,给机电一体化的发展带来了很大的难题。职能控制系统的出现及应用,为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。因此,智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视,对其进行研究是当前人们热衷的一大课题。
一、机电一体化系统中智能控制的概述
1.智能控制是在传统理论的基础上发展起来的,传统控制仅是智能控制的一部分,属于智能控制的最低级阶段。智能控制系统的机构是开放的、分布式的,对综合信息的处理能力比较强。智能系统不仅追求机电一体化的高度自治,更注重全局性的优化。智能控制是一个多学科相互交叉的学科,其理论基础是自动控制理论、人工智能、信息论及运筹学的交叉。智能控制的任务及主要对象具有不确定性、高度复杂及非线性的要求,而传统控制形式的方法,一般仅能用于单一的任务对象,通常要求有精确的数学模型。
2.机电一体化系统中智能控制的特点。智能控制系统设计的重点主要体现在对环境与符号的识别、描述数学模型、设计知识库及推理机,区别于在传统控制中常用到的运动学方程、传递函数或动力学方程等数学模型来对系统进行描述的方法。另外,智能控制还有混合控制的特点,系统可以运用知识来表示非数学的广义模型及通过数学来表示的混合控制过程,采取开闭环控制、定性决策以及定量控制手段相结合的形态进行控制。
3.智能控制的有效应用是机电一体化的必然趋势。从20世纪90年代的后期开始,一些较发达国家的机电一体化技术已经进入了智能控制的新阶段。一方面,通信技术、光学等加入到机电一体化行列中,微细加工技术也逐步在机电一体化中得以有效应用,出现了微机电一体化及光电一体化等新的分支结构;另一方面,有关机电一体化系统建模的分析、设计以及集成方法,机电一体化学科体系及发展趋势等都开展了深刻的研究。同时,因为神经网络技术、人工智能控制和光纤技术等多领域都有了较大进步,这为机电一体化的技术发展提供了广阔空间,也为产业化奠定了基础。智能控制已成为21世纪机电一体化发展的必然趋势,它在控制理论的基础上,加以运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学、混沌动力学及人工智能等众多新方法、新思想,通过对人类智能的模拟,使其具有思维逻辑、判断推理能力以及决策能力,以获得更准确的控制目标。智能控制已经在机电一体化的系统研究中日益受到重视,建筑智能化及机器人的智能化就是其典型应用。
二、智能控制在机电一体化系统中的应用
1.电力电子学研究领域中的智能控制
包括变压器电动机发电机在内的电机电器设备在规划设计投入生产实际运行及控制过程等方面都是相当复杂的将智能控制技术引入电力系统,在电机电器设备的优化设计故障控制和诊断等方面,都相当有成效对电器设备的设计优化,可用先进的遗传算法进行优化计算,能大幅度缩短计算时间,有效节约成本,并提高电机电器的设计质量和效率而神经网络系统以及模糊逻辑专家系统是在电机电器设备的故障控制和诊断中所应用的智能控制技术智能控制在电力电子学应用领域中发挥重要作用的最具代表性的现象是其在电流控制技术中的广泛应用,智能控制技术在电力系统中的应用方向是电力电子学研究领域极具研究价值的一个项目,可以推动电力电子领域的进步和电力系统不断的发展。
2.工业过程中的智能控制
智能控制在工业过程中的应用主要包括全局级与局限级两个方面全局级智能控制针对整个生产过程的操作工艺,主要在规划过程中操作处理异常控制过程的故障诊断等情况下发挥作用而局限级智能控制在在线自适应调整参数整定方面有明显优势,并且对解决非线性一类的复杂控制问题有显著成效局限级智能控制在主要是神经网络控制器和专家控制器的智能控制器上投入研究力度,通过将智能应用到工业过程的某一单元来设计控制器。
3.智能控制在交流伺服系统中的应用
作为机电一体化典型产品的重要组成部分,伺服驱动装置对控制质量、系统动态性能和功能有这决定性的影响。交流伺服系统是一种很复杂的系统,它的参数可以随时变动、伴随着负载的扰动,与此同时交流电动机的本身与被控对象具有很强的非线性等诸多不确定的因素,所以想要建立精准的数学模型是很困难的。于是把智能控制应用于交流伺服系统当中,并且结合现代交流伺服将有可能得到较高的性能。
三、对智能控制的研究展望
智能控制在机电一体化系统中的应用较晚,是新兴的控制技术,但随着对智能控制领域的不断研究和探讨,智能控制技术在理论和实践应用中都取得良好成效但随着科学技术的不断进步和机电一体化的不断发展,智能控制所要解决的问题会越来越复杂,因此,智能控制在目前的基础上还应多方面提高,加强研究智能控制使其在机电一体化系统的运作实践中发挥更大的作用
(1)加强理论研究力度智能控制理论是智能控制技术的基础,若理论研究太过滞后,会直接影响智能控制系统的稳定性可靠性和鲁棒性因此必须深入探讨研究智能控制的理论,寻求更新更丰富合理的的理论依据,为智能控制技术的发展打好扎实的基础
(2)拓宽应用范围,提高实际应用性能智能控制已被广泛应用于各个领域,其发展前景是不可限量,但机电一体化系统的发展和大幅度使用要求实时控制技术的提高,因此,必须不断探索新的技术突破,拓宽智能控制的应用范围,提高其实际应用性能,为社会经济发展提供更多帮助综上而言,机电一体化系统应用智能控制技术改变了传统的机械自动化运行模式,智能控制是在社会经济与科学技术同步发展的现代机电一体化系统中应用极为广泛的控制方式,而机电一体化系统采用智能控制策略的原因是智能控制技术高性能高水平高效率的控制优势,这种合理科学的选择不仅促进了机电一体化的发展和进步,而且推进了人们生活与工业生产向信息化智能化的发展。
四、结语
通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等四项技术的应用,我国机电一体化技术非常顺利地实现了智能化的控制,从而促进了我国机电一体化系统的健康长远发展。无论是国内还是国外,对于机电一体化中对智能控制系统方面的研究已经很深入,不管是在现代机械上还是在典型机械上。相较于传统的钓控制方法智能控制系统更具有柔性和灵活性,优势很突出且实用性很强。以微处理器为核心的智能控制系统,在微电子技术、精密机械技术以及信息技术等领域展现出了更为广阔的发展前景和更具优势的发展空间。
参考文献:
[1]周华昌.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].才智,2011(31).
[2]董勇、谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技術与应用,2011(10).
[3]王成勤、李威、孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压,2008(8).
[4]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技,2010(14).