智能化数控系统范文

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【中图分类号】TG659【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)05-0257-01

1国内外数控系统发展概况

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

2数控技术发展趋势

2.1性能发展方向

2.1.1高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

2.1.2柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

2.1.3工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

2.1.4实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。

2.2功能发展方向

2.2.1用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

2.2.2科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

2.2.3插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

2.2.4内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

2.2.5多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3体系结构的发展

2.3.1集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。

2.3.2模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

2.3.3网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

2.3.4通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。

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长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

2　数控技术发展趋势

2.1　性能发展方向

(1)高速高精高效化　速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化　包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化　以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

(4)实时智能化　早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。

2.2　功能发展方向

(1)用户界面图形化　用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。转贴于

(2)科学计算可视化　科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化　多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC　数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用　多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3　体系结构的发展

(1)集成化　采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。

(2)模块化　硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

(3)网络化　机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

(4)通用型开放式闭环控制模式　采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。

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【分类号】：TP273.5；TH-39

随着集成电路技术的快速发展，机电一体化技术越来越成熟，同时推动了机电一体化技术的广泛应用，在我国各个行业的生产和工艺过程中都应用到了机电一体化技术，提高了生产效率，改变了人们的生活。在科学技术竞争激烈的今天，智能控制技术在机电一体化系统中的应用改变了传统机电系统的成本高、效率低的工作模式，极大地提高了机电一体化系统的工作效率，推动了机电一体化系统不断进步和发展。

一、智能控制技术的主要特点和控制理论

在科学技术迅猛发展的今天，智能控制技术对于我们来讲已经不陌生，它被广泛地应用在了我们生活中各个方面。智能控制技术就是一种可以在无人操作和干预的情况下，通过智能软件驱动和运行智能机械设备，实现控制命令的一种自动控制智能技术。智能控制技术是计算机技术的重要发展和应用。传统的智能控制技术只能应用在机电一体化系统的最底层，在工作时需要人工的干预和操作。智能控制技术综合了多个学科的高新技术，充分实现了在各个领域的智能化。

智能控制技术的主要特点：

（1）智能控制技术应用在系统的高层控制单元，并不是简单的机械工作。

（2）智能控制设备具有较好的非线性特性，功能更加全面。

（3）智能控制设备可以根据不同系统的需要改变结构，适应整个系统的运行。

（4）智能控制设备具有自我寻优的特点。

（5）智能控制技术具有很强的组织控制功能和学习功能，可以满足不同领域多样化、多功能化的需要。

（6）智能控制技术是一个新型的控制领域，具有很大的发展空间和潜力。

智能控制技术是一门涉及多个领域的新兴学科，以计算机科学技术、自动控制技术、人工智能理论为基础，形成了智能控制技术的控制理论，主要包括了模糊控制理论、智能集成控制理论、神经网络控制理论、智能自动控制理论、混沌控制理论、遗传算法等，通过这几种智能控制理论的融合，形成了智能控制技术的主要理论和方法。

二、智能控制技术与传统控制技术的主要区别

1、智能控制技术是传统控制技术的高级阶段

传统控制技术是主要应用在各个领域生产工业的地层，主要完成一些简单的重复性机械工作，主要实现能够代替人力的功能。智能控制技术在传统控制技术的基础上，利用计算机，实现了智能化。智能控制技术的结构更加开放、多变，具有很强的组织控制能力、综合处理信息能力和学习能力。

2、智能控制技术和传统控制技术在控制对象和任务目标方面都有很大不同

智能控制技术的主要控制对象是高级的计算机系统，通过复杂的程序系统，以实现控制系统的非线性、不确定性、多功能的智能化控制命令为主要任务目标。传统控制技术的控制对象比较单一，通常只适用于线性、确定性的控制对象。

3、智能控制技术和传统控制技术的设计重点不同

智能控制技术的设计重点主要在于对不同控制对象和任务目标的数学模型进行识别、描述，通过数据库和程序代码，完成控制命令，实现任务目标。传统的控制技术主要运用了动力学方程和运动学方程等数学函数，来操作控制对象，实现单一的目标任务。智能控制技术可以实现混合控制，可以通过广义的数学模型，进行混合的数学控制过程，利用开闭环结构，通过定性定量的决策和控制，最终实现多模型、多状态的控制方式。

4、智能控制技术和传统控制技术的学习方式不同

智能控制技术主要是通过结合专业人士的成功经验，不断地学习和改进来获取知识。传统控制技术主要是利用各种方程式、定律和原理来获取知识。智能控制技术拥有模仿人的智能化功能，对于控制决策、控制对象的状态和控制环境的知识，可以综合运用，传统控制技术只能根据单一的控制命令来完成简单的控制任务。

三、智能控制技术在机电一体化系统中的应用

1、智能控制技术在数控领域的应用

随着科学技术的发展，数控行业间的竞争日益激烈，要求数控系统不仅仅要有较高的稳定性、可靠性、安全性和高精度性，而且要实现多样化的智能功能，因此智能控制技术在数控领域得到了广泛的应用。智能化的数控系统具有综合处理信息、扩展模拟处理智能知识、智能决策、感应控制环境的功能，在数控领域中可以通过数据库、程序代码，通讯网络等途径，实现自我学习、自我组织、自我控制、自我适应、自我修复、自我识别等功能。数控领域中很多的控制对象和控制任务没有明确的数学模型，也不能很好地建立数学模型，使用传统的控制技术无法实现任务目标，把智能技术应用在数控领域就可以很好地解决这个问题，实现任务目标，很好地实现控制效果。

在数控领域中运用智能控制技术的模糊控制理论，对于一些信息比较模糊的控制任务有着显著的效果，通过模糊控制理论进行优化控制数控系统的加工过程，并且可以用于诊断数控机床的运行故障，保证数控系统的运行安全。另外，智能控制技术的人工神经网络技术对于实现数控系统中插补运算和故障诊断有着重要的作用，可以利用人工神经网络的适应性神经元调节控制数控系统中开环闭环的结构增益。数控系统中的插补运算是整个数控系统的核心模块，它可以根据生产零件的加工起点和终点、形状、速度等状态信息，在加工起点和终点之间的位置插补一些中间点，实现数据点的密集化处理。

2、智能控制技术在机器人领域的应用

机器人通常要实现时变、强耦合和非线性的动力学特性，具有多方面的传感器信息，多种变量的控制系统参数，实现多样化、智能化的控制任务，这些要求都使得智能控制技术在机器人领域得到了广泛的应用。智能控制技术在机器人领域的各个方面都有重要的应用，例如机器人在行走过程中视觉传感器信息处理、自主障碍控制，行走的路径规划，行走轨迹的定位跟踪，机器人的行为动作状态，动作姿势控制等。通过智能控制技术实现机器人的自我学习、自我调整、自我适应的功能。

例如，机器人在码垛时对于智能控制技术的应用。机器人码垛作业，是由机器人、机器人夹具、标准箱输送设备对标准箱姿态的预处理，三者共同协调完成的作业。三者的工作节拍必须一致，避免任何一种工序出现等待，才能保证码垛作业按设计有效的进行，达到设定的码垛速度，机器人码垛作业流程图如图4所示。

由分拣系统分拣出的标准箱按种类分别送至1、2、3三个取件通道，每个通道为一种种类。通道末端设置标准箱姿态预处理抓取工位，当抓取工位标准箱姿态已处理如图1、图2、图3所示时，给出姿态完成信号；同时控制系统接到码垛工位空托盘到位完成信号。接到两个完成信号后，控制系统启动码垛机器人到达1、2、3号抓取工位并启动夹具抓取标准箱，当真空检测达到预定值，控制系统给出机器人码垛运动信号，机器人将抓取的标准箱，按规定的垛型分别码垛至723、718、715码垛工位的托盘上。运动中真空检测一直在监视夹具真空度，保证牢固抓取标准箱。标准箱码垛完成后，机器人返回零位待机状态。机器人抓取标准箱码垛运行中，若夹具真空度下降至低于高速运行设定值，机器人减速运行；若真空度下降至低于低速运行设定值，机器人运动停止并保持停止状态，防止掉箱。同时控制系统发出报警，人工进行干预后，复位后机器人回到待机工位，等待指令。

3、智能控制技术在交流伺服系统中的应用

在机电一体化系统中，交流伺服系统是一个重要的组成部分。交流伺服系统主要实现信号处理后转换成机械设备的动作，对于整个机电一体化系统的控制质量、控制效果和控制功能有着重要的影响。交流伺服系统是一个复杂的运行系统，对于交直流电动机有着时变参数和负载扰动的特点，并且控制对象非线性、不确定，因此不能得到交流伺服系统的精确数学模型，这时将智能控制技术应用到交流伺服系统中，结合交流伺服理论，实现了交流伺服系统的稳定可靠的运行，提高了系统各方面的性能指标。

通过运用智能控制技术的模糊控制算法，大大提高了交流伺服系统的响应速度，提高系统的灵敏度和性能，并且保证了系统具有良好的抗干扰能力，实现了交流伺服系统的自我学习、自我控制和自我调整。

结束语：

智能控制技术在机电一体化系统中发挥着越来越重要的作用，随着智能控制技术的不断发展，一定会推动着机电一体化系统朝着高度智能化和功能化的方面不断发展，为我国各个领域的经济科学发展发挥更大的作用。

参考文献：

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中图分类号：TH-39文献标识码： A

前言：随着社会的不断发展进步，在工业生产中，人们对机电一体化技术的控制能力和效果提出了更高的要求，为了实现对机械设备的有效控制，人们运用了智能控制。在微电子技术及超大规模的集成电路不断发展的条件下，目前我国的机电一体化技术越来越成熟，这为机电一体化的长远发展提供了良好的外部环境，呈现出更加强大的生命力和发展前景。所以，智能控制在机电一体化方面的研究是当前人们热衷的一大课题。

1、智能控制与机电一体化的关系论述

自 21 世纪的到来，智能化控制技术得到了有效的发展，并且广泛的应用到社会经济发展的过程当中。而将智能控制应用得到机电一体化技术当中，不仅为机电一体化提供了一个广阔的发展空间，还有效的促进了工业化的生产，为人类社会工业产业化的发展打下了扎实的基础。目前，我们除了将智能控制技术应用到机电一体化当中，还将许多先进的科学理论融入其中，从而形成了许多新思想、新理论，为机电一体化技术的发展提供了良好的发展前景。

2 、智能控制在机电一体化系统中的应用优势

作为机械工业与微电子工业未来发展的主要方向，机电一体化必将会在以后的机械设备生产中占据主要技术地位，而智能控制系统技术也将会得到更进一步的发展。智能控制系统相较于传统的自动化控制系统来讲，在机电一体化系统中是具有更大的应用优越性的。这主要体现在智能控制系统更加人性化和智能化，增强机电一体化的适应能力。

2.1 完善机电一体化系统的性能，由于智能控制系统主要是在外部环境和控制器的作用下实现控制作业的。因此其控制指令的形成是直接根按照外部环境的变化趋势来确定调控方案，这就省去了中间模型分析的环节，使机电一体化系统的性能更加快捷高效，工作精度更高，设备性能得到很大完善。

2.2 提高机电一体化的工作效率，采用智能控制技术能够实现机械设备依据操作人员所发出的命令编码自动进入工作状态，继而按照流程顺序完成系统运行，这样就仅仅只需要人力完成第一步指令输入即可，极大的提高了系统的运行效率，避免了因人为因素而引起的失误影响到工作效率。

2.3 增大机电一体化系统的安全可靠性，在机电一体化系统中，智能控制系统可以实现有效的智能控制，从而合理地调控设备中的结构或运行程序，这样就能够在很大程度上确保机电一体化系统的安全可靠。

3、 智能控制在机电一体化系统中的实际应用

3.1 机械制造中的智能控制

以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法，在机电一体化系统的制造过程中形成了新行的机械制造工艺，并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题，利用神经网络和模糊数学的方法，建立制造过程的动态模型，并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作，对残缺不全的信息进行及时有效处理。

把智能控制技术应用于工程机械领域能够提高工程机械各种故障的自我诊断能力，提高了工作效率和工程质量，解决了传统控制力一直无法很好适应多变复杂对象的难题。特别是在一些特殊的情况工况中可以实现无施工人员的智能化、高质量的施工。向智能机械制造技术的方向发展是当前最先进的机械制造技术，其发展的基本原理是模拟人类制造机械的活动，利用先进的计算机技术及其它信息技术工具取代一部分人的脑力劳动。而对于一些残缺不全的信息而言，它利用模糊集合和模糊关系的特性，对于残缺不全的信息进行在线的模式识别。在高新科技和信息时代的引领下的背景下，人力操作为主的机电相关机械制造已经不能够适应时代的节奏，未来其主要发展方向就是将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合。目前，工程机械的智能化主要体现：工程机械单机集成化操作与智能控制技术；工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术；基于网络的机群集成控制与智能化管理技术，特别是智能型救灾工程机械已成为当前研制热点。

3.2 电力电子学研究领域中的智能控制

将智能控制技术引入电力系统，在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面，都相当有成效。对电器设备的设计优化，可用先进的遗传算法进行优化计算，能大幅度缩短计算时间，有效节约成本，并提高电机电器的设计质量和效率。

3.3交流伺服系统中的智能控制

伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用，但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素，而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器，能很好地适应系统参数的时变情况，其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难，提高了机电一体化系统的稳定性。

3.4 数控领域中的智能控制

数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求，尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面，如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等，必须能进行自适应控制、自组织控制等，智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题，取得良好的成效。

随着科学技术与信息技术的发展，智能控制和数控相关领域逐渐。由于研究的对象和系统越来越复杂，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，大量学者、工程技术人员开始尝试应用智能控制理论，在机械加工、模具制造等领域运用数控技术。运用智

能控制新兴技术可以让数控技术实现智能编程、监控、建立智能数据库等重要目标。当今数控技术的发展方向主要是开放式数控系统的构建。建立统一系统平台，增强数控系统的柔性，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题，调解变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾都是构建开放式数控系统的一些主要目的。

结语：

由上述分析我们可以看出，智能控制系统在机电一体化的发展过程中具有重要的核心地位。尽管智能控制技术是近年来方才被研发应用的新技术，但其发展速度却是非常快的，目前智能控制系统已经被广泛应用在多个领域，并发挥出良好的功能作用。我们相信，在未来科技技术的推动下，智能控制系统的功能必将更加强大，从而促使机电一体化的快速发展。为此我们仍然至少需要做到以下两点:(1加大研发力度，提高智能控制系统的理论研究水平。理论是技术发展的动力和依据，只有深入研究智能控制系统的理论，才能促使其更加快速、稳定的发展。(2不断扩大智能控制系统的应用范围，进一步增强其应用功能。从当前的智能控制系统发展现状来看，尽管其已经被应用在多个领域，但仍然具有很大的发展空问。主要能够再进一步的提高智能控制系统的性能，就可以促使其更好的为机电一体化的快速发展服务。

参考文献

[1]杨鹤年.机电一体化系统中的智能控制技术[[J].煤炭技术，2011（7) .