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摘要:隨著我國科學技術不斷發展,自動化技術在機械電力工程領域應用了幾十年,發展至如今已經逐漸朝向智能化方向發展。在新時期下,智能控制工程在的機械電子工程領域中的應用愈加廣泛,并且在實際應用當中取得了非常好的效益?;诖?,本文分別介紹智能控制工程和機械電子工程發展現狀,進而提出智能控制工程在機械電子工程中的應用。
關鍵詞:智能控制工程;機械電子工程;發展現狀;應用
0引言
在科學技術大力發展的背景下,科學技術作為第一生產力,各個領域對科學技術的需求也在不斷增加。特別是在智能技術愈加成熟的時期,自動化已經逐漸被智能化技術所取代,人工智能、云計算、大數據等成為了未來主流應用技術,智能控制系統在機械電子工程領域也有十分好的發展前景。在機械工程建設之初,很多人并不看好智能控制技術,認為智能技術沒有自動化技術成熟。誠然,我國智能(乃至全球)智能控制技術還有很大的發展空間,所謂的智能技術是在自動化基礎上實現的智能操控,并未理念上“完全智能化”。而基于自動化的智能控制技術,則可以有效提高生產率、生產質量,也是機械電子工程未來發展的主要方向,并且會更加智能化。
1智能控制技術相關概述
1.1基本理念
智能控制技術包括神經網絡學、電子信息學、人文科學等。在當今機械電子工程領域中有著極大的效益,并且施工范圍也更加廣泛,通過融入各類工程理論、計算機科學解決各類問題。在技術實現方面,智能控制技術利用計算機軟件和生物學內容制造出帶有“思想”的設備,模仿人類大腦和肢體功能,從而科學的控制電子設備,實現現代化操作,極大的降低了對人力的依賴性。在實際使用當中,通過合理展開數據處理、信息傳輸可以實現智能化操作,而這與計算機終端性能有著直接關系。智能技術在高新技術領域中的應用較為廣泛,可以完成很多的人類工作,發展空間非常大。從發展現狀來看,智能控制技術發展還不夠成熟,依然有待進一步完善和研究。
1.2發展階段
智能控制技術總共經歷了三個發展階段:第一階段,也是萌芽階段(20世紀中期),該階段專家學者對智能控制系統展開了初步研究,并構建了智能控制模型,受當時技術條件的限制,實際使用效果并不明顯;第二階段,發展階段(20世紀末期),在部分生產活動中展開了初步實踐,主要是軍事領域,此時計算機科學發展較為迅速,機械電子語言編程技術已經取得了一定發展;第三階段,進一步發展階段(21世紀),智能控制技術與社會生產相結合,并具有了更好的支撐平臺,特別是在大數據時代下,人工智能技術的應用愈加廣泛,甚至已經走進了人們的生活當中。
2機械電子工程相關概述
2.1基本理念
機械電子工程作為計算機、機械、電子等技術的綜合體,可以有效將傳統機械工程、電子信息技術進行有效融合,可以讓電子、機械、信息之間有著更加緊密的聯系,在高新技術領域中的應用十分廣泛。在產品設計當中,機械電子工程可以結合機械原理、借助電子工程知識、計算機知識,對設計方案進行完善。相比傳統機械工程,機械電子工程設計思想更加精細,讓產品結構變得更加集成、簡單,功能性更強。并對功能模塊展開合理、科學的規劃設計,提高機械制造加工水平。
2.2發展階段
與智能控制工程一樣,機械電子工程同樣經歷了3個發展階段:第一階段,手工加工階段,此時的工具與設備相對落后,主要是依靠人力進行操控,生產質量與供給量受到了極大的限制,來在這一定程度上迫使人們研究更加高效的機械加工技術,推動機械電子工程的發展;第二階段,流水線加工階段,此時機械設備的應用十分廣泛,并融入了自動化生產技術,生產規模和生產效益不斷提高,但是這種方法只適合批量生產,無法滿足市場的個性化要求;第三階段,機械電子工程階段,此時由于大數據、云計算、人工智能技術的發展,機械電子工程的應用愈加廣泛,進一步提高了生產率、降低了生產周期,并可以時間個性化生產、完善了產品性能。
3智能控制工程在機械電子工程中的應用
3.1智能集成控制
使用智能集成技術可以有效對機械電子工程進行統一的管理和控制,發揮各類電子機械設備的運行優勢,讓各類設備和系統協調運行,從而提高了生產效率和生產質量。再者,智能集成技術還能夠有效對各類設備運行信息、數據進行整合,結合人工智能技術和大數據自動選擇更加有效的控制方法,實現多個設備、系統的統一操作?,F如今,隨著我國科學技術不斷發展,智能集成控制技術也得到了進一步的改進與優化,科研人員在原有的控制系統上,研發出了柔性智能集成控制系統,在數控機床和機械電子領域中應用新型的集成控制系統,可以實現一個車間、一個管理人員即可,甚至是無人值守,從而更加高校、科學的完成產品制造與生產。
3.2智能控制系統
智能控制系統相比自動化控制系統增加了“智能化”生產理念,其主要應用了人工智能技術、計算機技術,從而對機械電子工程運行流程展開智能化模擬與智能控制,系統會自動模仿人腦和肢體語言,展開仿人類的機械操作。在運營原理主要是通過智能控制系統模擬人類大腦運行思維,智能的收集相關數據信息,并將這些信息二次利用,充分發揮信息價值。在信息時代下,社會生產智能化已經成為各個行業重要的發展趨勢。在機械電子工程中融入人工智能技術,可以有效提高生產效率,不僅能夠降低人工勞力,還能夠避免出現人為因素帶來的負面問題,采用智能、規范的生產流程,從而有效的降低實際生產成本。
3.3神經網絡控制技術
神經網絡控制系統模仿了人類的神經系統,具有很多的神經元,而大腦可以有效控制這些神經元,實現對全身的控制。神經網絡控制系統主要是模仿了該理念,雖然神經網絡并沒有人腦那么多的神經元,但是也可以實現相關智能操控系統。通過構建完善的神經網絡控制系統,對某個區域各類機械電子設備進行控制,從而提高控制效率,降低人工勞動強度。神經網絡控制終端能夠對各個神經元進行統一控制和處理,之后將處理完成后的信息反饋給神經元,神經元會支配各個機械電子設備執行相關指令。神經網絡控制技術是實現智能控制的關鍵點,更是未來機械電子工程發展的重要趨勢。例如,當今數控設備主要是欠缺信息識別、處理等功能,需要人工控制才能夠更好的完成相關操作,而加入了神經網絡控制系統之后,工作人員只需要調整系統運行參數,之后即可完全由神經網絡系統對整個生產流程進行監控,不需要人為因素的干擾。
3.4魯棒性
魯棒性是機械電子工程智能控制的重要特性與參數。簡單來說,魯棒性實則就是指設備在受到外界干擾的情況下,控制系統依然可以保持原有的運行性能,進而對設備進行有效控制,該種特性對提高機械電子工程運行穩定、安全有著重要意義。因此,在推動機械電子工程發展過程中,必須要重視魯棒性的積極作用。對于柔性臂軌跡制造來說,通常可以采用滑膜結構展開控制,并在此基礎上研究出慢變控制器,結合Hx控制理論,開發出魯棒控制器,這樣即可優化整個系統控制器結構。也正是如此,工作人員展開操作軌跡模擬研究環節展開補償控制計算當中,需要采用補償控制算法,保證滑膜結構和Hx控制理論實現組合性控制,并保障控制系統在目標軌跡運行中的控制精度。
3.5模糊控制工程
在傳統機械工程運行中,由于整個工程內部結構十分復雜、生產步驟繁多,導致整個過程操作十分繁瑣,從而給工作人員提高了工作量,嚴格阻礙了生產效率提升。工作人員希望在傳統控制形式下構建控制模型,從而對機械電子工程進行自動控制,但實際效果并不理想。而智能控制工程的發展,人們通過應用模糊控制理論實現電子工程自動化的研究,在實踐當中取得了不錯的效益。模糊控制技術與傳統控制理論有著很大的差異性,需要保證機械控制的絕對精準,將生產誤差控制在合理范圍內,這樣即可讓相關控制工作在標準范圍下展開,降低了自動控制難度。在實際應用當中,需要工作人員明確誤差的合理控制范圍,這樣模糊控制技術才能夠更加精準的控制機械電子工程運作。
4結束語
綜上所述,隨著科學技術不斷發展,智能技術會逐漸取代自動化技術,成為機械電子工程中的主流技術之一。因此,需要進一步加強智能控制技術、機械電子工程技術的研究,提高智能技術的適應性,保障智能控制技術的應用效能。
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作者:代士超 單位:河北廣播電視臺器材財置服務中心