机电一体化中智能控制的应用论文

智能控制及其在机电一体化系统中的应用（通用5篇）

作为机电一体化中的重要组成部分，机械制造可以有效的减少不必要的体力劳动，下面是搜集整理的一篇关于机电一体化系统中智能控制的应用探究的论文范文，供大家阅读查看。

智能控制及其在机电一体化系统中的应用 篇1

摘要：随着科技的不断发展，一些先进的技术应用到机电设计行业，有力的推动了机电一体化系统的发展应用。随着系统控制的不断变化，为了适应社会的发展，机电一体化的发展更加依赖智能控制系统的发展。而智能控制系统凭借自身的优势，促使机电一体化发展产生了质的飞跃。本文结合实际工作经验，对机电一体化系统进行了分析，解析了智能控制系统的特点，并结合实际，提出了智能控制在机电一体化的应用，有利于更好的促进智能控制在机电一体化的应用。

关键词：智能；控制；机电；一体化；系统

1.智能控制应用于机电一体化的必要性

随着机械电子的不断发展，一些大型设备得以更好的发展，机械设计与电子学进行有效的融合可以更好的发挥机械与电力电子的优势，促进机电一体化的发展。为了提高工业设计质量，在进行工艺生产，机械工作时，需要充分考虑好自然环境，对复杂的背景进行精确分析，只有这样，才可以建立精确的模型，更好的促进工业的发展。而机械设计与电子虽具有很好的非线性分析，但是在过于复杂的环境下，无法对环境进行有效的模拟，更好的分析，这也成为阻碍机电一体化飞快发展的重要因素。而随着计算机技术的不断发展，微电子技术得到很大的发展，智能控制一大特点就是能够对多因素、复杂环境以及非线性条件进行精确的分析，进行自动校正，提出补偿措施，因此，将智能控制应用于机电一体化应用中，不仅可以有效的提高微电子的发展，更能够解决机电一体化发展难题，促进机电一体化的更好发展。

2.智能控制以及机电一体化的特点分析

2.1.机电一体化

2.1.1.机电一体化含义

很多行业的发展，特别是重工业发展，由于需要大量的体力劳动，而机械产品的研制成功，有效的解决了体力劳动难题，减少了劳动人民的工作强度，而机械产品往往应用到较为复杂、环境恶劣的条件下，这个时候，机械产品如果需要正常工作，离不开人工操作，因此，单纯的依靠机械，无法切实提高工作效率，而电子技术可以实现远程遥控，信号传递，正因如此，将电子优势应用于机械方面，可以更好的发挥机械与电子的各自优势，确保机电一体化产品不仅可以应用于复杂环境，还可以提高工作效率。目前，机电一体化技术主要是指将机械设计方面技术与电子传感器技术、微型处理器技术以及信号传输处理等技术进行充分结合，建立综合性应用系统，更好的服务于实际生活。

2.1.2.机电一体化特点

机电一体化依据机械电子技术的特点，具有包括三个方面，一个是具有传统的机械技术，良好的机械技术可以有效的提高工作效率;另一个是具有自动控制技术，利用电子传感器等技术，实现机电工作的自动控制;最后是具有典型的计算机技术，机电一体化的微电子技术充分发挥计算机技术，提高了机械工作的稳定性与高效性。

2.2.智能控制技术

2.2.1.智能控制含义

智能控制的最直接理解就是系统可以在无人操作的情况下，实现自动运行，自动校正处理，实现智能化操作。智能控制的核心离不开计算机与自动控制技术，由多个学科交叉组成，依靠信息理论、自动化技术以及人工智能等知识技术，充分利用计算机的高速运算以及复杂系统的自动控制，实现自动控制，确保系统可以在全天候工作，不受到复杂、恶劣环境的影响。智能控制有效的解决了环境对系统的影响，极大的提高了工作效率。

2.2.2.智能控制特点

智能控制因包含多种学科，因此，其具有广泛的特点，由于其依靠人工智能理论为基础，因此，具有显著的智能性;利用自动控制技术，智能控制可以对非线性特点进行精确分析，实现智能化操作;结合计算机技术，智能控制可以及时有效的处理大量数据，满足多任务、多要求环境，因此，可以提高极高的性能要求。总体而言，智能控制在处理不确定性、高复杂度环境以及模糊设计方面，具有典型的优势，可以很好的根据环境变化做出智能分析，因此，将智能控制应用于机电一体化中可以发挥很大的优势。

3.智能控制在机电一体化的应用

3.1.智能控制在机电制造中的应用

机械制造在工业生产以及设计方面得到广泛的应用，作为机电一体化中的重要组成部分，机械制造可以有效的减少不必要的体力劳动。而在减少体力劳动的同时，为了更好的减少人们的脑力劳动，不受限于环境的变化，可以将智能控制应用于机电制造中。利用智能控制的神经网络技术，将机械制造的工作环境以及可能问题进行智能预处理，之后利用智能传感器技术，将机械制造在工作中获取的信息进行传递，可以利用智能控制技术对数据进行分析，进而修改工作模式，更好的适应工作环境，因此，利用智能控制技术，可以更好的进行机械运行故障诊断，机械制造智能监控以及智能操作等。

3.2.智能控制在数控领域中的应用

数控技术作为机电一体化的典型代表，在工业发展方面起到了很大的作用，数控机床不仅可以满足社会各行业的需求，更可以促进重工业的发展，因此，为了提高机电一体化水平，发挥数控技术的更大优势，可以将智能控制应用于数控领域。考虑到数控领域的产品需要与编程以及软件操作进行结合，而很多员工由于缺乏有效的培训，无法更好的适应岗位，因此，充分发挥智能控制计算机操作，建立智能化数据库，对可用到的编程进行预录处理，在数控进行工作时，通过智能化推理，设计所需工作程序，对加工所需操作进行自组织解决，自识别操作，对存在的潜在故障进行自寻优，进而实现自修复，从而不仅可以更好的减轻人们的脑力劳动，还可以极大的提高工作效率，促进社会更好发展。

3.3.智能控制在机器人领域的应用

考虑到机器人在设计方面，更多的强调耦合性、时变性以及非线性因素，因此，为了更好的满足这种多任务、多环境变化要求，可以充分发挥智能控制优势，利用智能控制的自动控制理论，对非线性进行建模处理，利用计算机技术，充分满足多任务等需求，从而更好的促进机器人领域发展。

4.结束语

机电一体化在我国各行业发展中起到了很重要的作用，有效的推动了社会的健康快速发展，为了更好的实现智能化控制，适应复杂、恶劣环境，可以充分发挥智能控制技术的优势，将智能控制技术应用于机电一体化中，实现智能机电一体化操作，从而更好的提高机电一体化的智能化操作。

参考文献：

[1] 董勇,谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会.数字技术与应用，2011(10).

[2] 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.机床与液压，2008(8).

[3] 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.河南科技，2010(14).

智能控制及其在机电一体化系统中的应用 篇2

摘要：随着我国科技的不断进步，我国机电领域逐渐向着自动化、一体化、智能化、集成化方向发展。机电一体化系统融合了机械、电子、信息等技术。机电一体化系统的应用显著的提升了机电设备的自动化控制，随着人们对机电运行要求的日益提升，机电一体化系统中智能控制的作用日益显著，因此，文章将从机电一体化系统中智能控制的基本概念以及机电一体化系统的特点入手，浅析机电一体化系统中智能控制在多个领域中的应用。

关键词：机电一体化系统；智能控制；机械制造；数控领域；交流伺服物器

当前我国工业正处于生产转型的重要时期，随着我国科学技术水平的不断提升，智能化技术的应用越来越广泛，智能化技术的应用使得机电一体化系统的智能控制水平得到了显著的提升。机电一体化系统中智能控制的应用极大的提升了我国工业生产的效率，降低了工业生产运营的过程中其运行和生产的成本。提升了企业的经济收益。本文将从机电一体化系统中智能控制的基本概念入手，浅析机电一体化系统中智能控制的实际应用。

1机电一体化系统中智能控制概述

1.1机电一体化系统。所谓的机电一体化系统，是指新兴的微电子技术，机电一体化系统将机械、信息、电工、微电子、传感器等技术进行有机的融合，以机械设备、电子元件、计算机设备为硬件构成，以电子技术、通信技术、微机技术为软件构成，对设备和系统进行控制和管理[1]。机电一体化系统主要应用于机电一体化产品以及一体化执行系统，机电一体化系统的主要构成，可以分成信息处理构件、控制构件、电力供应构件、执行构件、机械构件等五大部分组成。机电一体化系统隶属于综合性功能化技术，机电一体化系统的应用能够极大的降低能源消耗，提升生产精度。

1.2智能控制。智能控制，主要是指通过依赖计算机技术、通信技术等在非线性控制方面开展的智能化、自动化、无人化控制，智能控制是机电一体化系统的重要组成部分之一，由于智能控制性能的优异性使得智能控制越来越受到人们的青睐。机电一体化系统中智能化控制的应用日益广泛。机电一体化系统中智能化控制的应用极大的降低了企业的运营生产成本，提升了生产、管理、控制过程中的经济收益。

2机电一体化系统的特点概述

从大体上而言，机电一体化系统的特点可以概括性的分成以下三点：一是，综合性特点，机电一体化系统是以信息理论、控制理论、系统理论为核心的复合型技术，机电一体化系统包含了控制、管理、机械、检测等功能，具体来说机电一体化系统是微处理技术和机械技术的融合利用。二是，智能性特点，机电一体化系统的应用转变了机械处理的表象，通过微处理技术的应用转变了传统的控制方式，提升了控制的精度[2]。机电一体化系统中的机械结构主要由仪表、传感器构成，通过对机电一体化系统中系统参数的调整和设置能够让机电一体化系统发挥出不同的性能，使得机电一体化系统的应用更为广泛，通过机电一体化系统中的传感器以及信号发射装置，能够将自身收集的数据以及参数反馈给中央处理器进行智能化处理。三是，完整性特点，机电一体化系统中主要包含有微处理器、传感器、动力及、传动系统、执行构件等等，机电一体化系统属于完善的机械化系统，机电一体化系统通过对传统的机械设备的结构改进，以传统的机械设备为基础融入了微处理技术、智能测量技术、通信技术等等高端技术，使得机电一体化系统能够为设计行业、机械制造行业、控制领域等提供更有优质的服务。

3机电一体化系统中智能控制的应用概述

3.1机电一体化系统中智能控制在数控领域中的应用。机电一体化系统中智能控制在数控领域中的运用，能够弥补数控领域中的技术不足。在数控领域其追求的即是高效率、高精度、高安全性以及高可靠性，并且在数控领域还要求数控设备具有较高的智能化处理能力，如扩展性、延伸性、模拟智能等行为和特性。数控领域中的数控机床，会要求数控技机床以其编写的代码进行加工操作，要求数控机床对加工的构建进行规划、调整、预测加工方式，并且数控机床系统不能对加工程序进行不良干扰[3]。机电一体化系统中智能控制在数控机床中的应用，对数控机床的性能进行了进一步的提升，使其具备了智能化监控能力以及智能化编程能力，使得数控机床真正的实现了自动调整、自动适应、自动识别、自动规划等功能。对于数控领域需求来说，数控机床的控制需求主要是依赖于传统的经典控制来建立部分模型，但是传统的经典控制离乱并不能通过模糊信息进行建模，对信息的精准性要求归于严格，机电一体化系统中智能控制的应用可以构建模糊推理规则，实行模糊控制，降低了数据的精确度，进一步的优化了加工程序，使得数控机床对周边运行环境的要求进一步降低，基于机电一体化系统中智能控制的模糊理论，能够对数控机床中数控系统的参数进行微量调节，提升了数控机床的适应性。插补计算是数控加工的核心算法之一，在实际的计算过程中，需要对加工信息进行取点，常见的加工信息为起点、终点、线型等，老式的加工系统的位置软件增益调节控制功能的实用性较差，机电一体化系统中智能控制技术的应用，能够通过人工神经网络进行控制，可以实现逼近任意复杂程度的非线性函数。并且与此同时，机电一体化系统中智能控制技术中的专家系统，还能够对数控加工过程中不明确的推理问题进行简易推理，机电一体化系统中智能控制中的遗传进化系统，还能够提前预测、动态反馈以及优化加工路径。

3.2机电一体化系统中智能控制在机器人领域中的应用。机电一体化系统中，智能控制在机器人领域中的应用十分广泛，机器人技术的研究时间较晚，机器人研究领域是当前高端技术研究之一。动力学控制的实现，是控制机器人行为的核心，并且动力学理论大多是实时变化的、非线性的、高内聚的。以双足行走的机器人为例，双足行走的机器人可以看成动态二级倒立摆，动态二级倒立摆具有非线性特征。并且机器人研究领域中涉及到的传感器信息数据十分繁杂，机器人控制系统自身的复杂性较高，其控制系统隶属于多变量系统，要想保障机器人行动的平衡性就需要多个命令并行执行，例如，机器人自动躲避障碍命令、动作规划命令、平衡调整命令、视觉处理命令等。传统的控制算法，由于其自身的限制能难实现全方位的控制，因此，通过机电一体化系统中智能控制的应用，可以直接弥补传统控制系统的不足。以机电一体化系统中智能控制技术中的神经网络为例，神经网络是典型的放生智能控制技术，神经网络具有较强的非线性映射嫩里和较高的实效性，神经网络是当前机器人研究的主要方向之一，神经网络主要应用于机器人机械手臂的现场控制。机电一体化系统中，智能控制技术在机器人中的技术应用，还含有模糊控制技术等，多种不同智能化控制技术的综合性应用，也是机器人研究的一大发展方向，上文中所述的神经网络模拟控制技术，就弥补了控制思维神经元结构的相对任意性。

3.3机电一体化系统中智能控制在交流伺服物器中的应用。机电一体化系统中，智能控制在交流伺服系统中发挥着至关重要的作用，并且机电一体化系统中智能控制的过程中，也会涉及到交流伺服驱动装置的运用，交流伺服驱动装置主要是价格电子信号转变为机械动作信号，促使机械设备接受到电子信号之后，能够通过交流伺服驱动装置来转变为可读的机械信号，进而进行机械设备运作，交流伺服驱动装置的运行状态会直接影响到整体机械运行的动态性，交流伺服驱动装置的性能与机电一体化系统之间属于相互依存相互影响的关系，两者之间互为影响。矢量控制技术的应用，使得交流伺服驱动装置实现了系统内部之间数据的共享，交流伺服系统其自身的复杂性较高，其不仅仅会涉及到负载扰动还会涉及到参数的实时变化，因此，控制参数也属于非线性的、实时变化的参数，传统的通用的PID控制方式已经满足交流伺服系统的实际需求，因此，我国当前在使用交流伺服物器的过程中，主要采用机电一体化系统中智能控制，机电一体化系统中智能控制可以将非线性的控制方式直接运用到交流伺服物器之中，通过机电一体化系统中智能控制的应用，能够实现参数的'实时调账，提升了交流伺服物器的实用性。

3.4机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的应用。机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的应用，提升了机械制造行业的智能性，机电一体化系统中智能控制的运用，主要是为了通过计算机技术来模拟人脑，进而带代替部分人脑工作，降低机械制造过程中相关工作人员的工作压力，使得其能够将工作精力放到其他工作环节中去。与此同时，通过电脑来代替人脑的工作方式还能够降低人工误差，提升机械生产的精度。在机械制造领域中运用机电一体化系统中智能控制技术中的神经网络系统，能够对机械制造的生产状况进行实时的监督和动态方针，通过加工生产过程中的传感器来收集相关信息数据，在经由信号传输装置将信息数据传输至中央处理器，对控制模式中的数据和参数进行实时的调整和修改，进而实现了机械制造和生产的智能化控制和实时控制。概括来说，机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的硬装，主要是机械制造系统的智能检测和监测、故障的实时监测。

4结语

随着我国工业化建设进程的不断推进，原有的传统的控制方法、控制理念已经不能满足人们的需求，引入和推行先进的技术理论成为必然。机电一体化系统中智能控制技术是在原有的非智能控制基础的基础上逐步的发展而言，机电一体化系统中智能控制相比传统的非智能控制基础而言，其融入了计算机技术、通信技术等，机电一体化系统中智能控制技术，弥补了传统控制技术的不足之处，机电一体化系统中智能控制的应用，直接有效地解决了高级线性和非线性问题。

参考文献：

[1]解丹婷. 试分析智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J]. 黑龙江科技信息, 2017(9):1.

[2]杨正蕾, 崔少鹰. 机电一体化系统中智能控制的应用[J]. 山东工业技术, 2017(7):1.

[3]庞海龙. 智能控制在机电一体化系统中的应用[J]. 能源与节能, 2017(3):3.

[4]郑川. 谈机电一体化系统中智能控制的应用[J]. 黑龙江科技信息, 2016.

智能控制及其在机电一体化系统中的应用 篇3

摘要：“智能控制”是控制理论发展的高级阶段课程。随着科技水平的飞速发展，智能控制在各行各业所应用的产品越来越多，市场对掌握智能控制技术的应用型人才的需求量也越来越大，因此，“智能控制”课程在高校人才的培养中也开始占据着重要的地位。但是，智能控制是20世界60时代才开始发展的新型技术，各大高校的教学模式还存在不少问题。为此，本文针对应用型人才培养下的智能控制教学模式的问题和发展进行探究，通过优化课程内容、激发学生创新思维等多样化的教学模式，以期能在实践中提高智能控制教学的整体质量。

关键词：应用型人才；智能控制；人才培养导向；教学研究

随着我国经济水平的不断发展和社会市场需求的提高，高校也改革了高等教育的阶梯层次，从精英教育转变为了应用型的大众教育，从根本上更好地适应了经济市场对于人才的需求。如今本科和各大高校的招生量急剧增大，但高校对于学生的教育还停留在理论的应试教育上，无法满足市场需求。因此，各高校也在寻求能够提高人才素质的新型教学培养办法。智能控制是高校电子技术众多学科中重要的一门专业课程，集精密实操和高级理论为一体的新领域，在世界范围内都受到广大关注，也是未来科技市场中的发展重点[1]。因此要加大智能控制专业下应用型人才的培养力度，为学生提供先进的知识与创新实践的机会。

一、智能控制的基本概念

就智能控制在高校中的专业课程而言，是一门集人工智能、电子科学、高等控制理论和运筹学等学科为基础的，以智能机器在无人干预的情况下自主实现目标的控制技术专业，包含着遗传算法、模糊逻辑、专家系、神经网络等理论，自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术，具较高容错力的高层控制系统，全局控制力强，是一门复杂的、全新的、交叉型的新学科[2]。在高校中最常看到这门专业的就是自动化的机械制造行业和电力系统设备等专业，拥有广阔的研究价值和市场发展前景，因此在高校也在积极的开设和教学中，使学生能够更快的学习到智能控制的相关原理和控制方式，能够对智能控制的发展有更进一步了解，从而在毕业后更适应行业岗位需求。由于智能控制专业本身包含了大量的高等技术和理论，对大学生而言相对晦涩难懂、枯燥深奥，学习起来十分吃力，无法长久耐心的钻研和学习，在理解方面也是一知半解，无法精通。因此，如何在教学过程中帮助学生快速准确地掌握智能控制的核心技术是主要的教学理念，激发学生的学习兴趣和钻研性，也是本文的研究的重点。

二、“智能控制”课程教学存在的问题

1、教学方式单一。由于智能控制学科中有大量的专业基础课，例如自动控制原理、计算机控制、工业机器人应用技术、小型智能控制系统集成等专业核心课程，都是十分专业的高等理论，涉及的教学概念广泛且复杂，因此在授课过程中，大部分教师都将理论技术为教学重点，采用被动的板书式教学。单一传统的教学模式让学生的兴趣下降，失去积极性。智能控制的内容过于抽象化，公式推理复杂，学生一时之间无法完整消化，而教学过程中缺乏多样化的互动交流，也无法帮助学生有效的及时理解，课堂气氛沉闷的同时，学生的学习效率也十分低下。

2、课程缺乏实践环节。由于智能控制的理论性强，教师在课堂中更多的是演示智能控制的原理和操作程序，而且智能控制涉及的操作工具比较复杂，部分学校也缺乏实验教学的平台。社会市场中对智能控制专业人才的实际操作水平要求很高，但学校往往在大四才开始开设实践课程，留给学生的操作演练的课时少，学生的掌握时间也不够充分。理论与实际相脱节的情况下，学生在毕业后还需要很长时间来适应企业中的操作，甚至产生失误带来经济损失，这不利于学生就业和企业的稳定发展。

三、人才培养模式下的“智能控制”课程教学优化

1、优化智能控制的教学内容。作为高技术含量的专业控制学科，智能控制具有抽象、前沿、复杂、理论性强的特点，内容覆盖的专业知识多，但在教材中的实际案例偏少，整个专业课程偏理论化。因此，课堂上应整合优化教学内容，在熟悉控制理论的基础上多采用案例分析、实例演示等环节来提高学生的学习兴趣，加深课堂理解效果。在智能控制教学中应注重智能控制的应用领域和掌握方法，一方面，要掌握基础性的概念和技术细节，另一方面，也要时刻关注前沿发展的最新技术，让学生能够跟随行业发展学习到新知识新技术。教师在课堂上应多授予一些实际应用的方法，例如工业过程中模糊控制如何研究并建立好输出与输出量的模糊管理，或是在BP神经网络中采用SCG算法来加强电力系统的智能控制过程[3]。

2、增加操作仿真软件环节。通过专业的操作软解能够让学生将理论与实际更好地结合，目前在智能控制领域中最常见的模糊逻辑工具是MATLAB软件，借助它能更直观地了解模糊逻辑系统的控制程序。在操作中，学生可以通过软件采用PID参数或M语言自己编写智能控制算法程序，通过操纵模糊控制器来完成自己的指令，或者利用BP网络为学生讲解网络结构和学习算法，学生在操作中进一步加深了对智能控制的理解，提高了学习的积极性，更有针对性地弥补了理论教学中知识缺漏，符合应用型人才的培养要求。

3、激发学生创新思维。智能控制中的人工神经网络和模糊控制系统在国防安全、航天航空、区域监控、水下探测等科技领域都是主要应用对象，相关专业的学生毕业后也投身于高科技领域，因此，加强应用型人才的培养，学生对智能控制系统的设计思维也是学校要着重培养的应用型能力之一。智能控制系统的成长与市场专业的需求成正比，还处于不成熟的发展阶段，学生在学习时也要提高自己对智能控制的创新意识和思维方法，开发出更多智能控制的技术策略，如无人驾驶、阿尔法狗、水下机器人等智能控制的热门机器，不断促进智能控制的发展，为社会、国家、人类生活带来更多高文明的智能帮助[4]。教师在授课过程中要以学生为本，采用差异化的教学方式保留学生的个性思维，通过讨论实验、录像投影等设计各种疑问来激发学生思考研究，引导和组织学生开拓新思路，不断了解智能控制的内在关联和规律，从而站在前人的成果上创新更多的智能控制理论和技术。

4、考核方式的优化改进。“智能控制”课程在期末考核成绩上多数采用问卷模式，但这只考评了学生对智能控制理论的掌握程度，在实践操作、创新能力上无法很好的判断学生的掌握情况。因此学校应根据智能控制的特点开展多元化的考核模式。首先在期末考核上，分为单人和小组考核，通过布置行业热点和国际期刊论文的主题为小组的项目论文课题，让学生进行单人和小组的双重考核模式，从而考查学生***思考和团队配合的双重能力，并在论文中检验学生对于智能控制的具体问题是否有深入的理论推导和验证理解，能否利用所学知识提出解决方案；其次，智能控制实践考核，通过智能控制的数据收集、到控制方案设计、控制程序编写、智能控制系统成型来验证学生的掌握度；最后也要将平时的作业成绩、课堂表现度、出勤率等按照比例纳入总成绩中，通过平时的学习态度和最后的考核结果公平合理的考核。

综上所述，“智能控制”作为电子科技中的专业核心课程，是机电制造、新能源、电力和建材等专业学生的必须掌握的学科知识，本文提出在“智能控制”的教学中要优化教学内容、利用仿真软件等教学工具提升学生的理解度，通过培养学生的创新意识和学习兴趣来完善教学模式，从而培养出更多的智能控制专业的应用型人才，使学生能迅速掌握智能控制专业的核心技巧，能够将其原理和设计运用到智能控制系统的相关行业中去，为智能控制专业的发展做出新的贡献。

参考文献：

[1][1]蔡自兴, 余伶俐, 肖晓明. 智能控制原理与应用[M]. 清华大学出版社, 2014.

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[4]袁宇浩, 张广明. 研究生"智能控制"课程教学探讨[J]. 中国电力教育, 2010(3):2.

智能控制及其在机电一体化系统中的应用 篇4

【摘要】

伴随着科技的发展与进步，现阶段人们的生活越来越高端和先进，不管是吃喝玩乐、生活、出行等各个方面，都在不断更新和提高。其中家居这一方面也受到高科技的影响，不断趋向现代化发展，特别是家用电器这一方面，人们为了能够更加方便舒适的生活，近几年来对家用电器智能控制的追求不断提高，这也促进了当前我国对家用电器智能控制器设计方面的研究和提高。本文就是针对当前家用电器智能控制器设计方面进行相应的分析，对当前家用电器智能控制的现状、存在的问题，以及智能控制器的设计方法等进行进一步的分析，促进家用电器智能控制器设计水平的不断提高。

【关键词】

家用电器；智能控制器；设计

一、当前家用电器智能控制器的设计现状及存在的问题分析

尽管当前科学技术不断发展进步，家用电器智能控制器也借鉴先进的技术进行了不断的提高，但是设计技术仍然不够先进，存在很多问题。而且设计与应用之间具有较大的差距，设计水平与应用水平不能很好地结合到一起。下面就对当前家用电器智能控制器的设计现状与存在的问题进行具体的分析和探讨。

1.1家用电器智能控制器的设计现状

由于家用电器种类较多，例如电视、冰箱、洗衣机、空调等各种类型的电器，这些电器如果想要实现很好地控制，就要不断更新技术水平以及设计理念。当前家用电器智能控制器的设计缺乏对高科技技术的利用、确实新颖的设计理念、不能够结合当前人们对家居方面的生活追求进行，同时操作起来执行效果较差，耗时多，花费大。这些都是当前家用电器智能控制器所呈现的状态，与我们所设想的效果还有很大距离，因此今后为了能够提高家用电器智能控制器的设计效果，就要认清现状，作出针对性的改进。

1.2家用电器智能控制器设计中存在的问题

1.2.1抗干扰性较差家用电器智能控制器之所以受到干扰，主要是因为微处理器在工作过程中受到干扰所导致的，微处理就类似于我们人类的大脑，对所有信号进行反应和处理，在这一过程中受到干扰也会大大降低工作效率。那么抗干扰性较差分析主要是由于以下两个原因导致的。首先一个重要的原因就是来自于复位端口以及中断端口的干扰因素所导致的，在很多情况下，电路会突然出现短路的现象，这是程序以及复位端的电路工作不能实现良好配合的原因，程序在工作中所面对的外部条件不同，因此就会出现干扰的现象[1]。除此之外，另外一个导致抗干扰性较差的原因就是电网中其他的负载较多，例如来自闪电的干扰，这会促使电网中极易产生非常强的脉冲，从而使得家用电器智能控制器的抗干扰性大大下降。1.2.2精度较低家用电器智能控制器能够自行进行温度的调节，例如可以调节空调的温度，但是具体的实施效果是相对较差的，难以满足人们高精度的要求。因为在这个调节的过程中它仅仅是单纯按照人们想要调节到的温度进行，而忽略了对当前室内温度的参照，例如室内的湿度、光照以及大气压等因素都会对想要设定的温度产生一定的影响，从而干扰智能控制器的精度。1.2.3操作仍然不够方便家用电器智能控制器的设计就是要实现方便快捷，但是当前的设计水平依旧不高，存在一定的不足，例如远程控制、定时设计以及专业化分工等各个方面，实现的效果较差，人们在户外要想实时对家用电器进行调控就比较艰难，例如在较远的地方，提前打开空调降低室内的温度就较难实现。

二、家用电器智能控制器的设计方向分析

基于当前家用电器的设计现状而言，为了进一步优化设计的现实情况，提高设计的技术，就应当着力朝着学习化、智能化、现代化、科技化、自适应化、网络化等方向发展，将当前先进的科学技术与家用电器智能控制器的设计相结合，从而提高家用电器智能控制器的设计水平。

三、家用电器智能控制器的设计思路探讨

通过上述分析，面对当前家用电器的设计水平来说，我们应当适时进行不断的改进和提高，融合当今先进的科学技术和水平，完善设计理念，设计出更加科学化。现代化的智能控制器。下面就结合当前的实际形势，从以下几个方面对家用电器智能控制器的设计思路进行进一步的探讨。

3.1完善控制技术，减少控制问题

当前在市场上所使用的家用电器智能控制器中，所采用的智能控制技术主要是模糊控制技术，除了少数较为高端的家用电器使用神经网络技术之外，大部分都是模糊控制技术。因为这种技术在控制的过程中处理起来较为方便，具备与人所类似的思维，在理解程度上也非常高。但是尽管这种控制技术具备较多的优点，但是也存在一定的不足，例如这种控制技术缺乏不断的更新以及学习的能力，这就使得家用电器不能随着外界情况的变化进行不断的提高和改善，从而降低了控制的效果。因此在今后的设计中，应当改变控制技术大部分为模糊控制技术的现状，增加对神经网络技术的运用程度，并且通过神经网络来提高智能家电的学习和操作能力，能够根据以往的经验对信号实时处理。例如在洗衣机的控制中可以根据衣服的量的多少以及清洗过后的水的浑浊程度改变对清洗次数的设定，对谁清洁程度高的衣服，减少清洗的次数。

3.2利用蓝牙技术提高家用电器智能控制器的设计技术

采用STC89C52RC+单片作为微控制器，在蓝牙上，主要是采用CC2541低功率4.0蓝牙模块进行，这样就可以将利用蓝牙在手机上进行控制以及操作，当手机在发送了对电器控制的命令之后，蓝牙进行及时的接收，并且将接收的的操作信号发送给STC89C52RC+单片机，单片机进行相对应的处理工作，并且及时发送反馈信息，就能够实现对整个家用电器的控制[2]。这样操作的优点就是方便了操作并且也节省了指令发送的时间，同时也减少了反馈所需要的时间，大大促进了家用电器智能控制器对整个家电的控制程度，方便人们的操作以及使用。

3.3家用电器高精度温度控制器的研究与设计

通过上述分析可以看出，当前家用电器智能控制器的设计过程中，精度的实现效果较低，因此可以利用先进的技术进行高精度的设计。当前可以借助家用PID模糊温度控制器的设计实现人工智能控制，促进家用电器智能控制器的智能化，不断提高控制的精度，进一步提高人们生活的质量以及实际效果。而且经过上述数据以及实践研究表明，通过PID模糊温度控制器的设计，与传统的单纯依靠PID控制相比较而言，大大提高了对温度精度的掌控，便于人们的生活。

3.4利用WIFI局域网点实现家用智能电器的对点控制

如上图所示，在同一个热点无线网络中，通过手机终端直接连接WIFI模块提供的无线网络，就能够实现无线控制。这样不仅仅充分利用了无线局域网带来的方便，而且避免了统一环境下，智能电器较多控制不及时的状况，大大提高了智能电器控制的有效性。

3.5利用手机APP实现家用电器智能控制

现阶段手机的应用极为普遍。利用手机连接4G之后，对家用电器的信息服务器进行访问，并且通过APP发送操作指令，服务器就能够将操作指令发送到家庭终端，最终通过指令实现对家用智能电器的控制[3]。但是利用APP实现对家用智能电器的控制的一个关键前提就是家用电器必须已经接入了家庭终端，其中通常可以通过WIFI，zigbee等无限协议实现家用电器家庭终端的接入。这样一来就打破了传统家用电器控制的局限性，实现了家用电器智能控制的多样性以及快捷性，提高了电器使用的灵活性。

四、结语

家用电器的智能控制器的设计在当今现代化的生活中是非常重要的，关系到人们生活的舒适程度，因此智能控制器的设计应当不断结合时代的变化、科技的进步等进行调整和改善，从而进一步提高点用电器智能控制器的科学程度以及实施效果，更加方便地服务于当今人们的生活。

参考文献

[1]程文.智能家电控制系统的设计与实现[D].杭州电子科技大学.2014.

[2]李水.家用电器智能控制器的设计[J].科技信息.2013(02).

[3]王守相,孙智卿,刘喆.面向智能用电的家庭能量协同调度策略[J].电力系统自动化.2015(17).

智能控制及其在机电一体化系统中的应用 篇5

摘要：科技的发展为我们的生活与生产带来了翻天覆地的改变，而在科技的不断发展中，智能化与自动化越来越多的出现在人们的眼前。很多的机电一体化系统中，智能控制也在逐渐占据主体。因为智能控制可以不用人工就能完成特定的工作，而且效率和准确率都要高于人工控制。在机械技术的不断完善中，原来单一的人工控制机械转变为自动化机械，这是人类历史上的一次大的进步。

关键词：机电一体化

人们在实践中不断的进步与发展，与此同时，更多的利于人们生活生产的东西被发明创造。随着工业***发展到今天，人们的生活中已经离不开机械制造，很多重要的地方都有机械的影子。机械和电力的结合更是节省了许多的财力与人力，让我们的生活越来越方便快捷。

1浅谈机电一体化与智能控制

1.1机电一体化的具体含义。机电一体化从字面意思来理解就是指将机械与电力相结合，而机械和电力则包括了很多的东西。机械技术主要指机械技术，焊接技术等，而电力技术则包括电工信息技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等，这些技术大部分都已经趋近于成熟并且在日常生活中都有运用，甚至在很多的工厂它已经取代工人成为了主要的生产工具。机电一体化是在第一次工业***之后发展起来的，它代表了现在工业化技术的一个融合与综合利用。从更加简单根源的地方说起，机电一体化的基础就是机械与电能，机械通过各种组合形成机器，而通过提供能量给这些机器，让它们能够运作起来，在辅以各种技术，让其拥有不同的功能。人们可以随时随地看到各种的机电一体化的产物，如电视，冰箱等等，它们已经渗入到人们日常生产生活的各个方面，人们也离不开这些机电一体化产物。

1.2智能控制。智能控制，一个兴起的词语，代表了现在的高科技与先进技术，也是未来机械电力发展的一个前沿方向。智能控制旨在让机械等实现自动控制，甚至是自动修复等。而智能控制不像是传统的机械控制，它所包含的技术是更为复杂庞大的，在现如今计算机和各种软件快速发展的年代，智能控制是各种技术结合的最高成就。因为现在的机电等还存在着很多的问题与不便，如效率低下，出错率较高，有的还需要大量的人工控制和辅导，为了解决这些问题，智能控制孕育而生，它有着极高的准确率，稳定性和修复能力。同时，智能控制的有着不同的分类，第一种是复合控制，第二种是分级递阶控制系统，三是专家控制系统，四是人工神经网络控制系统，五是自我控制学习系统，六是进化计算与遗传算法。这些不同类的智能控制方法所起的作用也是不相同的，如进化计算与遗传算法就是用来计算各种复杂的数字，而人工神经网络控制系统则是与现在的触屏手机，指纹解锁等有着密切的关系。智能控制由原来的单一类别转变为现在的更为多样的类别，可以完成的工作也越来越多样化。就拿手机来说，一开始的原来的手机只是简单的通话与联系，而现在的智能手机的功能却如此的丰富多彩，触屏功能，定位功能，记忆功能等等等，基本上满足了人们对手机的所有要求。而现在国际上的一些智能机器人等的发明也在说明智能控制的前景十分长远。

2智能控制在机电一体化系统的运用优势与作用

2.1使其性能更加完善。智能控制系统可以让机电一体化的性能更加的完善，因为智能控制系统主要是通过控制器等实现其功能与作业，这就使得机电一体化在分析数据时变得更加快速和准确，智能控制可以准确的发布指令给机电一体化，然其在特定的程序下完成自身的工作。同时智能控制系统还可以改正机电一体化系统中存在的错误指令，这就让机电一体化系统的准确率和完成率大大提高。

2.2提高其安全性能。机械等在工作时最重要的一点就是其安全性，因为一般的机电仪器所含有的能量较高，体积，密度与质量等都较大。一旦机电设备发生故障，如引起爆炸等，会对周边的生物，建筑等造成极大的毁坏，造成极大的经济损失和生命威胁。而智能控制则可以很好的解决这种问题，在智能控制中加入安全检查及报警系统，当检测到机电一体化系统出现故障和问题时，智能控制就会提前让机电设备停止运行，发出报警，这样可以极大的避免机电一体化系统出现重大事故与危机。智能控制还可以通过自身的程序对机电一体化系统中出现的问题进行检修，使其恢复到原有状态，这将极大的节省人力与物力[1]。

3我国机电一体化系统中智能控制存在的问题

3.1智能控制技术不够成熟。虽然我国的智能控制技术在不断的发展改善中，但是与其他先进国家之间还是存在着很大的差距，同时我国的智能控制技术发展到现在，其中还是存在着许多的问题[2]。因为技术的不成熟与不先进，使得智能控制的功能性能不与够完善,在将智能控制运用到机电一体化中后，所发挥的作用并没有那么突出，甚至于智能控制给机电一体化系统的正常工作带来了不利影响。很多时候，智能控制不能满足人们的生产需求，同时智能控制的成本也非常高，但是因为其不够成熟，不能使得工厂的收益超过其成本，这也就导致许多的工厂并不乐于使用智能控制，在一定程度上，也对智能控制的发展带去了阻碍[3]。

3.2易出现突发状况。智能控制是一项非常精密的系统，所以在智能控制的使用中难免出现一些失误。而这些无论是多么小的失误都会给智能控制的工作带来影响，即使是一个代码的错误也会带来无可估量的后果。而这些失误所带来的经济损失与安全威胁也是巨大的。很多外界的因素也会对智能控制造成影响，如电力的变化等。对于这些问题，就需要工作人员的开发人员更加仔细耐心的对待，提高工作效率和质量。

3.3磨合度不够。机电一体化系统毕竟经过了长时间的发展和实践，已经成为了一个十分成熟的产业，而智能控制是一个刚兴起的学科，还存在很大的发展空间与问题。在将智能控制融入机电一体化的过程中，出现了很多的问题，而这些问题的解决手段也不是那么的尽善尽美。因为其磨合度不够，在实际运用中很可能出现系统无法发挥出最大的效率去完成作业，甚至会出现停滞不动的现象。在很多的领域，智能控制要实现的目的也是不相同的，在对智能控制的开发中，还会出现一些无法解决的问题，只有将智能控制投入到具体实践中，在实践中发现问题并解决问题，这样才能提高智能控制系统与机电一体化系统之间的磨合度。

4结论

只有更快的实现智能化与自动化，我们国家的综合实力才能更快的增加。在机电一体化系统中，人类在其中扮演了控制的角色，而在机电一体化系统中融入计算机等高科技，让其能够自动运行，计算与修正，能够让我们的生产有着高的效率与质量。智能控制是未来社会的一个大的发展方向，同时也是一个充满挑战与机遇的过程，需要我们共同的努力。

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,2014:134-165.

[2]董勇,谢士敏等.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用,2015:56-89.

[3]王成勤,李威,孟宝星等.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压,2014:243-253.