浅析智能控制在机电一体化系统中的应用

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1、浅析智能控制在机电一体化系统中的应用摘要：随着社会主义市场经济的发展与科学技术的发展进步，我国的机电一体化系统建设正处于一个快速发展的黄金时期，机电一体化技术越来越成熟。但是随着系统控制的外部环境的变化，智能系统在机电一体化中的应用也越来越广泛，在机电一体化的发展过程中起着至关重要的作用。本文将从智能系统与机电一体化的角度出发，研究机电一体化系统中智能控制的应用。关键词：机电一体化；智能控制；应用；研究中图分类号：F407文献标识码：A(一)、关于机电一体化的概述1、机电一体化的含义所谓机电一体化，又称机械电子学，是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械

2、技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多只技术进行有机地结合，并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。7机电一体化的基本内容与组成要素及原则机电一体化的基本内容包括以下几项内容：一是计算机与信息技术；二是机械技术；三是自动控制技术；四是系统技术；五是传感检测技术。机电一体化的组成要素包括：一是结构组成要素；二是动力组成要素；三是运动组成要素；四是感知组成要素；五是职能组成要素。机电一体化的四大原则包括：一是运动传递；二是能量转换；三是结构耦合；四是信息控制。（二）、关于智能控制1、智能控制的含义“智能控制”指的是在无人干预的情况下能自主地驱动智

3、能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，现在已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念，是精密机械技术、微电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形势。它是机械技术、微电子技术及信息技术相互交叉、融合的产物。2、智能控制系统的特点智能控制常具有以下一种或几种基本特点：（1）分层递阶的组织结构：智能控制系统的组织结构体现了“智能递增，精度递减”的原理。其协调层次越高，所体现的智能也越高。（2）多模态控制：

4、智能控制系统常采用具有开、闭环控制结合，定性决策与定量控制结合，数学模型和非数学广义模型结合的多态控制。7（3）自学习能力：一个系统如果能对一个过程或其环境的未知特征所固有的信息进行学习，并将得到的经验用于进一步的估计、分类、决策或控制，从而使系统的性能得到改善，那么就称该系统为学习控制系统。学习控制系统是智能控制系统的一种，智能控制系统的学习功能可能有低有高，低层次的学习功能主要包括对控制对象参数的学习，高层次的学习功能则包括知识的更新和遗忘。（4）自适应能力：智能控制系统中的智能行为实质上是一种从输入到输出之间的映射关系，它可看成是不依赖模型的自适应估计

5、。因此它具有很好的适应性能。当系统的输入不是已经学习过的例子时，由于系统具有插补功能，从而可给出合适的输出，甚至当系统中3、智能控制系统类别形式智能控制系统具有一定的智能行为，它是用来解决工程上难以用数学方法精确描述的、复杂的、随机的、模糊的、柔性的控制问题。这些问题的特点是非线性的，用普通的控制方法难以实现。当前采取的智能控制系统如下所述：（1）分级控制系统分级控制系统又称为分级阶梯控制系统，是由美国普渡大学提出的控制理论。它的理论是在自适应控制和自组织控制的基础上提出的理论。它主要由三个控制级组成，由高到低分为组织级、协调级、执行级。具体情况如下：a．组

6、织级：通过人机接口和用户进行交互，执行最高决策的控制功能，监视并指导协调级和执行级的行为。7b．协调级：该级分为控制管理分层和控制监督分层。c．执行级：执行确定的动作，完成组织级分配的任务。（2）学习控制系统学习控制系统是通过对内部结构进行判别、认知、调整后，利用对信号循环输入和数据处理来保证良好的运行效果。它是一个能在其运行过程中逐步获得受控过程及环境的非预知信息，积累控制经验，并在一定的评价标准下进行估值、分类、决策和不断改善的自动控制系统。（3）专家控制系统专家控制系统是将人的经验、知识、技能融合进计算机的一种形式。在这个系统中，计算机数据库含有摸个领

7、域专家水平的知识与经验，并且具有可以利用这些知识与经验解决该领域的高水平难题的特点，（4）神经网络系统神经网络是指由大量与生物神经系统的神经细胞相类似的人工神经元互联而组成的网络，或由大量象生物神经元的处理单元并联互联而成。智能网络结构形式主要运用了神经细胞、人工神经元模式。智能控制与模仿真人是神经网络的主要功能（三）、智能控制发展的趋势7智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应性功能，其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在着相互依存、相辅

8、相成的关系。（四）、智能控制在机电一体化系统中的应用