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智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)
下面小編為大家推薦智能控制及其在機電一體化系統(tǒng)，歡迎各位機電一體化的同學(xué)閱讀!
摘要：隨著近年來機電一體化系統(tǒng)控要求的不斷提升，導(dǎo)致了被控制的對象以及控制目標(biāo)等變得日益復(fù)雜起來，在機電―體化的控制過程中智能控制系統(tǒng)顯得尤為突出和重要。因此，本篇文章主要側(cè)重介紹智能控制及智能控制技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。
在當(dāng)今這個不斷發(fā)展的社會中，電子技術(shù)中的微電子技術(shù)和具有及大規(guī)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(guī)模的應(yīng)用到實際生產(chǎn)和各種工業(yè)過程中去，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)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種方面的不確定性，例如結(jié)構(gòu)變化性、結(jié)構(gòu)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數(shù)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(dǎo)出一些簡單的數(shù)學(xué)模型，對于一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型就很難實現(xiàn)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)了通過智能控制來實現(xiàn)難于優(yōu)先控制的模型，正是由于智能控制的出現(xiàn)和快速發(fā)展，才為解決這些難題提供了捷徑。隨著越來越多的智能控制方法的廣泛應(yīng)用，智能控制方法也得到了更多的重視，智能控制系統(tǒng)在整個機電一體化中也起到了超級多的作用。
1.智能控制特點及主要方法
本文所介紹的智能控制系統(tǒng)是整個控制理論發(fā)展過程中的高級階段，智能控制系統(tǒng)總結(jié)了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，并有針對性的找出了傳統(tǒng)控制理論存在的不足，在完善不足和有效創(chuàng)新的完美結(jié)合下逐步發(fā)展起來，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(jié)智能控制理論與系統(tǒng)和傳統(tǒng)控制理論與系統(tǒng)的差異，可以得到主要的幾個方面：第一方面為智能控制理論是對傳統(tǒng)理論的延伸和完善，智能控制系統(tǒng)包含了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)是智能控制系統(tǒng)的最初階段。
相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)而言，智能控制系統(tǒng)具備了更多綜合信息的處理能力。在這里要尤為強調(diào)的一點就是，智能控制系統(tǒng)的最終目的是追求整個控制系統(tǒng)的多方面優(yōu)化而不是這個系統(tǒng)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，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(tǒng)控制方法是很難進行有效控制的，但是在智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用之后，這些難題很快就被一一的解決了。
第三方面是傳統(tǒng)控制主要通過各種各樣的公式和相關(guān)定理來獲取這方面的有效知識，不同的是智能控制主要通過和專家來學(xué)習(xí)這方面的經(jīng)驗，并通過經(jīng)驗和實際的操作來獲取有關(guān)知識。
智能控制系統(tǒng)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表達，即智能控制系統(tǒng)具有擬人的智能或仿人的智能。智能控制系統(tǒng)并不排斥傳統(tǒng)控制理論，常規(guī)控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常規(guī)控制的方法來解決“低級”的控制問題，并力圖擴充常規(guī)控制方法并建立一系列新的理論與方法來解決更具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜控制問題。智能控制具有較強學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)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(fù)雜性和不確定性，實現(xiàn)有效控制。
2.智能控制在機電一體化中的應(yīng)用
2.1.機器人領(lǐng)域的智能控制
機器人在動力學(xué)方面常常是強耦合、時變、非線性的，在傳感器信息方面是多信息的，在控制參數(shù)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(yīng)用。智能控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)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處理，移動機器人行走過程的自主避障，行走路徑規(guī)劃、定位、軌跡跟蹤，機器人手臂動作規(guī)劃，空間機器人的姿態(tài)控制，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)功能的控制器設(shè)計等。
采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和專家系統(tǒng)技術(shù)對機器人進行定位、環(huán)境建模、檢測、控制和規(guī)劃的研究已經(jīng)日趨成熟，并在許多實際應(yīng)用系統(tǒng)中得到驗證。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強大的自學(xué)習(xí)和非線性映射能力，實時性好，在機器人動力學(xué)上廣泛應(yīng)用，尤其適合于多自由度機械臂的現(xiàn)場學(xué)習(xí)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行融合，系統(tǒng)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機器人路徑規(guī)劃等各個不同層面都有廣泛的應(yīng)用和研究。免疫算法用于移動機器人路徑發(fā)現(xiàn)與規(guī)劃，同時遺傳算法和進化計算為機器人系統(tǒng)帶來了新型的優(yōu)化編程和控制技術(shù)。
2.2.交流伺服系統(tǒng)中的智能
作為較為典型的控制伺服驅(qū)動裝置，它是機電一體化產(chǎn)品中的主要組成部分，對于實現(xiàn)各種電信號控制機械動作的控制起著直接作用。尤其是現(xiàn)在科技技術(shù)的不斷發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)對于整個控制系統(tǒng)的功能作用也起著即為重要的作用。隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展和矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能也日益提高，使得伺服系統(tǒng)由直流逐步向交流轉(zhuǎn)化。
2.3.機械制造過程中的智能控制
所謂智能控制也就是將經(jīng)典的控制理論與計算機應(yīng)用技術(shù)緊密結(jié)合起來，并應(yīng)用于機電一體化這一行業(yè)中去，通過智能理論的控制，發(fā)展成為嶄新的控制制造理論與技術(shù)�？刂萍夹g(shù)正向著智能控制系統(tǒng)這一大方向進行著不斷的延伸。智能控制系統(tǒng)的最終目標(biāo)就是專家能夠通過計算機模擬系統(tǒng)智能的控制各種機械活動，通過這種控制工作來逐步的取代或者協(xié)助人力及腦力勞動，這在很多方面都減輕了相關(guān)人員的負(fù)擔(dān)與工作量。
3.結(jié)語
總而言之，控制系統(tǒng)技術(shù)行業(yè)隨當(dāng)今不斷進展的社會形態(tài)，擁有著較廣的發(fā)展空間及遠(yuǎn)景，特別是智能控制系統(tǒng)，不僅能夠成為整個控制行業(yè)的領(lǐng)軍，且會成為未來行業(yè)的支柱，更將是21世紀(jì)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行業(yè)領(lǐng)域里發(fā)揮著較深遠(yuǎn)的作用
參考文獻：
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