智能控制及其在機電一體化系統
下面小編為大家推薦智能控制及其在機電一體化系統，歡迎各位機電一體化的同學(xué)閱讀!
摘要：隨著(zhù)近年來(lái)機電一體化系統控要求的不斷提升，導致了被控制的對象以及控制目標等變得日益復雜起來(lái)，在機電―體化的控制過(guò)程中智能控制系統顯得尤為突出和重要。因此，本篇文章主要側重介紹智能控制及智能控制技術(shù)在機電一體化系統中的實(shí)際應用。
在當今這個(gè)不斷發(fā)展的社會(huì )中，電子技術(shù)中的微電子技術(shù)和具有及大規模集成電路的快速發(fā)展，使得電子技術(shù)逐漸變得更加完善，并能夠大規模的應用到實(shí)際生產(chǎn)和各種工業(yè)過(guò)程中去，正是這種快速的起步，也就要求需要不斷增加對控制效果的各方面要求。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì )出現各種方面的不確定性，例如結構變化性、結構多層次性以及眾多因素性等等，這些不確定性在很大程度上影響著(zhù)數學(xué)模型的精確建立，在這些不確定性因素的多方面影響下一般只能逐漸的導出一些簡(jiǎn)單的數學(xué)模型，對于一些復雜的數學(xué)模型就很難實(shí)現有效控制了。
因此在這種艱難的條件下，相關(guān)技術(shù)人員就萌發(fā)了通過(guò)智能控制來(lái)實(shí)現難于優(yōu)先控制的模型，正是由于智能控制的出現和快速發(fā)展，才為解決這些難題提供了捷徑。隨著(zhù)越來(lái)越多的智能控制方法的廣泛應用，智能控制方法也得到了更多的重視，智能控制系統在整個(gè)機電一體化中也起到了超級多的作用。
1.智能控制特點(diǎn)及主要方法
本文所介紹的智能控制系統是整個(gè)控制理論發(fā)展過(guò)程中的高級階段，智能控制系統總結了傳統的控制系統，并有針對性的找出了傳統控制理論存在的不足，在完善不足和有效創(chuàng )新的完美結合下逐步發(fā)展起來(lái)，智能控制理論可以有效面對以往那些難以克服的控制任務(wù)。
總結智能控制理論與系統和傳統控制理論與系統的差異，可以得到主要的幾個(gè)方面：第一方面為智能控制理論是對傳統理論的延伸和完善，智能控制系統包含了傳統控制系統，傳統控制系統是智能控制系統的最初階段。
相比傳統控制系統而言，智能控制系統具備了更多綜合信息的處理能力。在這里要尤為強調的一點(diǎn)就是，智能控制系統的最終目的是追求整個(gè)控制系統的多方面優(yōu)化而不是這個(gè)系統的全局控制。第二方面主要講述智能控制的主要對象和任務(wù)，前文已經(jīng)提到過(guò)，有些模型具有不確定性以及任務(wù)要求高難度性等等，具有這些性質(zhì)的模具，單一的使用傳統控制方法是很難進(jìn)行有效控制的，但是在智能控制系統的應用之后，這些難題很快就被一一的解決了。
第三方面是傳統控制主要通過(guò)各種各樣的公式和相關(guān)定理來(lái)獲取這方面的有效知識，不同的是智能控制主要通過(guò)和專(zhuān)家來(lái)學(xué)習這方面的經(jīng)驗，并通過(guò)經(jīng)驗和實(shí)際的操作來(lái)獲取有關(guān)知識。
智能控制系統具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對象及環(huán)境的有關(guān)知識以及運用這些知識的能力，智能控制用擬人化的方式來(lái)表達，即智能控制系統具有擬人的智能或仿人的智能。智能控制系統并不排斥傳統控制理論，常規控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常規控制的方法來(lái)解決“低級”的控制問(wèn)題，并力圖擴充常規控制方法并建立一系列新的理論與方法來(lái)解決更具有挑戰性的復雜控制問(wèn)題。智能控制具有較強學(xué)習功能、適應功能和組織功能，能克服被控對象和環(huán)境所具有的高度復雜性和不確定性，實(shí)現有效控制。
2.智能控制在機電一體化中的應用
2.1.機器人領(lǐng)域的智能控制
機器人在動(dòng)力學(xué)方面常常是強耦合、時(shí)變、非線(xiàn)性的，在傳感器信息方面是多信息的，在控制參數上是多變量的，在控制任務(wù)要求上是多任務(wù)的，這些特性正適合智能控制的應用。智能控制技術(shù)已經(jīng)應用到機器人領(lǐng)域的許多方面，如機器人多傳感器信息融合和視覺(jué)處理，移動(dòng)機器人行走過(guò)程的自主避障，行走路徑規劃、定位、軌跡跟蹤，機器人手臂動(dòng)作規劃，空間機器人的姿態(tài)控制，具有自學(xué)習、自適應功能的控制器設計等。
采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、模糊控制和專(zhuān)家系統技術(shù)對機器人進(jìn)行定位、環(huán)境建模、檢測、控制和規劃的研究已經(jīng)日趨成熟，并在許多實(shí)際應用系統中得到驗證。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )具有強大的自學(xué)習和非線(xiàn)性映射能力，實(shí)時(shí)性好，在機器人動(dòng)力學(xué)上廣泛應用，尤其適合于多自由度機械臂的現場(chǎng)學(xué)習控制。
采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的方法，對各傳感器的輸入信息進(jìn)行融合，系統具有很強的容錯性和魯棒性。模糊控制是一種具有魯棒特性的智能控制方案，在機器人的建模、控制、對柔性臂的控制、力/位置控制、模糊補償控制、對基于傳感器的機器人控制以及移動(dòng)機器人路徑規劃等各個(gè)不同層面都有廣泛的應用和研究。免疫算法用于移動(dòng)機器人路徑發(fā)現與規劃，同時(shí)遺傳算法和進(jìn)化計算為機器人系統帶來(lái)了新型的優(yōu)化編程和控制技術(shù)。
2.2.交流伺服系統中的智能
作為較為典型的控制伺服驅動(dòng)裝置，它是機電一體化產(chǎn)品中的主要組成部分，對于實(shí)現各種電信號控制機械動(dòng)作的控制起著(zhù)直接作用。尤其是現在科技技術(shù)的不斷發(fā)展，交流伺服系統對于整個(gè)控制系統的功能作用也起著(zhù)即為重要的作用。隨著(zhù)電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展和矢量控制技術(shù)的應用，交流調速系統的性能也日益提高，使得伺服系統由直流逐步向交流轉化。
2.3.機械制造過(guò)程中的智能控制
所謂智能控制也就是將經(jīng)典的控制理論與計算機應用技術(shù)緊密結合起來(lái)，并應用于機電一體化這一行業(yè)中去，通過(guò)智能理論的控制，發(fā)展成為嶄新的控制制造理論與技術(shù)�？刂萍夹g(shù)正向著(zhù)智能控制系統這一大方向進(jìn)行著(zhù)不斷的延伸。智能控制系統的最終目標就是專(zhuān)家能夠通過(guò)計算機模擬系統智能的控制各種機械活動(dòng)，通過(guò)這種控制工作來(lái)逐步的取代或者協(xié)助人力及腦力勞動(dòng)，這在很多方面都減輕了相關(guān)人員的負擔與工作量。
3.結語(yǔ)
總而言之，控制系統技術(shù)行業(yè)隨當今不斷進(jìn)展的社會(huì )形態(tài)，擁有著(zhù)較廣的發(fā)展空間及遠景，特別是智能控制系統，不僅能夠成為整個(gè)控制行業(yè)的領(lǐng)軍，且會(huì )成為未來(lái)行業(yè)的支柱，更將是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。智能控制技術(shù)的快速發(fā)展更需要相關(guān)技術(shù)人員不斷的探索與完善，相比較而言智能一體化能夠在整個(gè)行業(yè)領(lǐng)域里發(fā)揮著(zhù)較深遠的作用
參考文獻：
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