姚森瀚

摘要：在人們的生活實踐過程中，一些機(jī)械電子工程實現(xiàn)了自動控制，取得不錯的效果，然而還有許多復(fù)雜的機(jī)械電子工程，卻很難用自動控制的方式來實現(xiàn)，機(jī)械電子工程的專家發(fā)現(xiàn)，這些很復(fù)雜的工程，卻能在熟練工人、技術(shù)人員的操作下靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動化所不能實現(xiàn)的良好效果。運(yùn)用計算機(jī)去模擬其控制方式，使計算機(jī)控制技術(shù)達(dá)到甚至超過人的水平，這樣的系統(tǒng)就具有了人的智能。智能控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用提升了其智能化程度，使之適應(yīng)當(dāng)前社會的需求。

關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)械電子工程；應(yīng)用分析

一、智能控制工程與機(jī)械電子工程的概念

（一）智能控制工程概念

傳統(tǒng)控制工程是指將計算機(jī)技術(shù)控制理論運(yùn)用到工程中來，利用計算機(jī)能實現(xiàn)自動計算控制的特性解決和控制工程問題的一種技術(shù)。傳統(tǒng)控制工程中重點(diǎn)研究參數(shù)設(shè)置以及數(shù)據(jù)模型的建立，進(jìn)而建立控制系統(tǒng)然后運(yùn)用到工程中。而智能控制工程是一個新興的控制方式，它的控制方式是利用計算機(jī)來模擬人腦的思維方式和思維過程，然后將這種模擬人腦的控制方式運(yùn)用到自動化控制工程中。另外智能控制可以摒棄傳統(tǒng)的依靠控制對象的建立的數(shù)學(xué)模型以及確定參數(shù)，這樣的話智能控制便能夠解決傳統(tǒng)控制技術(shù)所不能解決的問題。由于智能控制工程具有傳統(tǒng)控制工程所不具有的優(yōu)點(diǎn)，因而其人們生活生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用，特別是在機(jī)械電子工程中得到了更好地應(yīng)用。

（二）機(jī)械電子工程概念

機(jī)械電子工程俗稱“機(jī)電一體化工程”，其將機(jī)械工程、電子信息工程、自動化工程等工程有機(jī)的融合在一起。如果按照學(xué)科劃分層面上來定義，機(jī)械電子工程涵蓋了眾多學(xué)科，比如，機(jī)械、電子、控制、信息、計算機(jī)、人工智能等學(xué)科。與傳統(tǒng)機(jī)械工程不同的，現(xiàn)代機(jī)械電子工程向著小型化、智能化、可靠性方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，對機(jī)械電子工程的系統(tǒng)要求也越來越高，機(jī)械電子工程面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)，故而有必要利用其它技術(shù)更好地為機(jī)械電子工程服務(wù)，特別是新興智能控制工程，只有這樣才能夠推動機(jī)械電子工程的發(fā)展。

二、智能控制工程在機(jī)械電子工程中的實際應(yīng)用

（一）智能控制之模糊控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

模糊控制顧名思義，即沒有精確的控制數(shù)據(jù)模型，它是通過將實踐者的控制經(jīng)驗和控制知識表達(dá)成不同于以往數(shù)學(xué)模型的語言變量描述的控制規(guī)則，然后計算機(jī)運(yùn)用這些語言變量規(guī)則去控制系統(tǒng)?！叭绻鹸x則xx”是其規(guī)則的基本形式，這個語句的前半部分是條件或者前提，后半部分是結(jié)果?？偟膩碚f，它是不同于以往的線性控制系統(tǒng)，特別適用于數(shù)學(xué)模型復(fù)雜、未知的控制系統(tǒng)。例如，在機(jī)械電子工程中電熱爐設(shè)計中，由于爐溫受到處理零件多少、體積大小以及電網(wǎng)電壓波動等因素綜合影響，容易波動，難以建立精確的數(shù)學(xué)控制模型，傳統(tǒng)控制工程對此束手無策，模糊控制系統(tǒng)由于其特性最適合這樣的系統(tǒng)。

（二）智能控制之神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是模擬人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：大面積并行分布處理、非線性動力，其大面積并行分布類似神經(jīng)系統(tǒng)中大量分布的神經(jīng)元，這種模擬人體神經(jīng)控制系統(tǒng)解決現(xiàn)代傳統(tǒng)控制難以解決的實際問題，便顯出了良好的智能特性。機(jī)械電子工程中交流伺服系統(tǒng)是最常見的系統(tǒng)之一，交流伺服系統(tǒng)中交流電動機(jī)由于其數(shù)學(xué)模型具有非線性、耦合、時變等特性，傳統(tǒng)的控制方法很難取得滿意的控制效果。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在線調(diào)節(jié)系統(tǒng)誤差和誤差變化率，使得系統(tǒng)的性能得以提高。

（三）智能控制之專家控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展也對機(jī)械電子工程提出了更高的要求，機(jī)械電子工程中最要的便是系統(tǒng)的控制性能，然而傳統(tǒng)的控制方式無法滿足現(xiàn)代機(jī)械電子工程的控制需求。傳統(tǒng)的控制方式主要依靠數(shù)學(xué)模型，這種數(shù)學(xué)模型是以受控對象的特征建立的，然后依據(jù)這種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行機(jī)械電子工程的控制，然而當(dāng)受控對象的一些外部或內(nèi)部環(huán)境的改變引起其結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)參數(shù)改變，這樣受控對象的數(shù)學(xué)模型不可避免的會改變，然而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)卻無法隨著模型的改變而改變，這樣的控制系統(tǒng)無法達(dá)到控制要求。在實踐過程中專家、甚至一些有經(jīng)驗的操作工人僅僅憑借自己的直覺便能很好地完成控制問題，然而這些控制問題很難用計算機(jī)去解決，為了解決這樣的問題，人們發(fā)明專家控制系統(tǒng)來代替人的直覺行為進(jìn)行控制，實際上這些直覺行為背后是人們長期實踐過程中的對控制對象和控制規(guī)律的體現(xiàn)，專家控制系統(tǒng)深挖這些經(jīng)驗背后的規(guī)律知識，同時并以智能方式運(yùn)用這些知識，使受控系統(tǒng)性能得到進(jìn)一步提升。高精度機(jī)床是機(jī)械電子工程的典型代表，然而在機(jī)床加工零件過程中不可避免受到環(huán)境的影響，采用專家精度控制系統(tǒng)，可以對機(jī)械加工過程實施動態(tài)化、智能化的補(bǔ)償控制，這種補(bǔ)償是基于對加工過程中可能影響加工誤差的各種因素綜合分析，同時設(shè)定控制目標(biāo)，采用專家精度控制系統(tǒng)可以提高加工精度。

（四）智能控制之預(yù)測控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

預(yù)測控制系統(tǒng)不是僅僅追求“控制”，而是追求“優(yōu)化控制”。預(yù)測控制能夠用最節(jié)約的方式進(jìn)行控制，，較好處理了系統(tǒng)中可能存在的干擾、噪聲等不確定問題，也就增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。預(yù)測控制系統(tǒng)在汽車油門、剎車系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械電子工程越來越要求智能化，傳統(tǒng)的控制工程由于設(shè)定一系列嚴(yán)格的條件參數(shù)，建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，其無法適應(yīng)非線性、模糊的控制要求，而智能控制則既可以具有傳統(tǒng)控制工程的特點(diǎn)，又可以進(jìn)行模糊。非線性控制，其在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用也越來越廣泛。我們要加大在機(jī)械電子工程中運(yùn)用智能控制，以提高我國機(jī)械電子工程水平，助力我國智能制造2025的發(fā)展。

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