李风明
（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）
融合机械技术、电工电子技术、信息技术等多种自动化、智能化技术手段所构成的机电一体化系统已经成为企业生产的一大助力，利用计算机对机械设备进行智能化操控，降低人力资源投入，规避人为因素引起的失误，显著提高生产效率和产品精度，产品使用寿命得以延长，其功能也能够充分发挥出来。在机电一体化系统中运用智能控制，实现对操作系统的统一化、集成化管理，可以简化生产流程，提高生产安全性，给企业带来更多经济效益，增强现代企业的市场竞争力。可以说，机电一体化系统与智能控制的融合将会掀起产业改革升级浪潮，赋予产品智能化特征，进一步优化产品功能，更好的服务于社会公众，给相关行业创新发展注入了源源不断的活力生机。
机电一体化系统是由多种先进技术集于一体的高新科技产物，主要包括机械结构、动力源、传感器、控制装置、执行器，构造精密，集成度高，在企业生产中应用范围较为广泛。机电一体化系统各部分结构功能为：机身和零部件由机械构成，不易遭到外力破坏；
动力装置为系统运行提供能源，维持各个构件的高速运转；
传感器可以收集系统内外环境参数，并转变为各个构件可以识别的控制信息；
控制装置会对输入指令进行分析处理，向其他构件发出控制指令；
执行器会严格执行控制指令，控制不同装置进行精准操作，高效完成产品的生产加工。
智能控制是与人工控制形成鲜明对比的新型控制模式，模仿人的思维方式，向控制系统下达命令，深入到复杂恶劣的环境下作业，打破人工控制局限性，达到高效精准的控制目标，已经成为产品生产加工中不可或缺的关键技术。
应用智能控制可以避免生产环境中的有毒有害、易燃易爆物质或者生产工艺操作不当对人体健康和生命安全造成威胁，对于各种突发性状况能够妥善应对，减少了不必要的损失，深受广大企业青睐。可以预见的是随着智能控制技术的逐渐发展成熟，势必会在更多领域中取代人工控制，控制机械完成人力不可及的任务，引领产业朝着现代化、智能化的方向全面迈进。
在机电一体化系统中应用智能控制是一个比较新颖的思路，可对操作系统进行协调，降低机电一体化设备各个零部件的运行冲突，简化操作流程，延缓设备老化，提高生产效率及企业效益。具体而言，运用智能控制有着以下几点突出优势。
（1）有利于优化操作流程。群控系统是智能控制的一大特色，运用该系统对企业生产设备进行统一管理，提高了管理的便捷性，尤其是对于那些操作流程完全相同的机电一体化设备，直接对接任务系统，自动下达控制指令，确保机电一体化设备能够按照既定流程实施生产作业，提高了设备性能。
（2）有利于提高操作精度。在机械制造领域对零部件精度有着较高要求，机电一体化设备的智能化程度是决定零部件精度的一个重要影响因素，而智能控制的应用可以显著提升机电一体化设备的操作精度，减小了零部件尺寸、规格上的误差，提高了零部件的合格率，那么企业将获得更多效益，在合作方心中也会树立可靠形象，市场竞争力更为强劲。
（3）能够赋予设备智能特性。当今时代企业倾向于使用智能化机电一体化设备，以满足高效率、高质量生产要求，自动执行系统指令，对产品尺寸和质量进行精准控制，致力于降低生产成本，减少资源浪费。智能控制的应用实现了这一理念，根据生产要求编写控制指令，对所有机电一体化设备进行集成化管理，有力防范了产品质量问题的滋生。
（4）有利于提高生产效率。机电一体化设备通常同时进行多轴加工，凭借人力控制极有可能出现失误，而智能控制的应用会预先编写严谨程序，不断改良加工流程，强化控制效果，以实现同一时刻对数控机床不同刀具的精确控制，充分满足了机械制造企业高效率、高精度生产加工需求，生产计划能够顺利完成。
3.1 在机械制造中的应用
若论机电一体化系统在民用生产中的最早应用，要数机械制造行业，可以对企业生产过程进行在线监控，检测设备运行状况，实施故障诊断等，人工控制会给工作人员的身心造成极大负担，工作时间越长，工作效率就会越低，难以满足企业高强度、连续性生产要求。智能控制在机械制造中的应用会仿造人的思维为机电一体化设备制定操作程序（如图1），下达控制指令，完全不会受到时间、空间、环境因素的干扰，设备操作始终处于高效状态，产品精度得以保证。设计人员可以根据企业生产需求编写程序并存储在智能控制装置中，由该装置控制机电一体化设备，收集、处理和分析设备运行信息，适时地调整参数，降低设备故障率，确保生产的安全高效性。
数控技术在现代化工业制造体系中具有重要的现实应用价值，例如常见的数控机床、数控火焰切机床等，这些设备在逐步更新的数控技术的应用条件下，能够根据实际需要做出轴头旋转、自动换刀等动作，是提升工业制造效率的关键因素。而在融入机电一体化技术后，将彻底消除原本数控技术的应用缺陷，无论是在编程还是在实际操作过程中，均获得了漏洞修复条件，并为操作人员提供了更多的有效操控条件。
3.2 在机器人领域中的应用
相信关注智能控制技术的公众对于智能机器人比赛不会感到陌生，由我国各大高校定期组织相应赛事，要求参赛者将控制程序录入到操作系统中，当其下达指令后机器人就会按照既定程序完成特定任务，向公众展示业内最新科研成果。作为机电一体化系统与智能控制融合的科技产物，智能机器人之所以能够在人下达指令后迅速执行，主要依赖于传感器实施人机互动，有效控制机器人的行进方向和路线，定位极为精准，可以替代人力从事一些简单重复的工作。如今在许多场所都能看到智能机器人的身影，有利于先进知识技术的传播，促进社会朝着更高层次进步发展。
3.3 在交流伺服系统中的应用
交流伺服系统在同步和异步电动机中的应用分为不同类型，无论哪种系统运行都较为复杂，在多种因素的影响下，伺服特性会有所降低，机电一体化设备无法正常运行，严重制约企业生产效率和质量的提升。高性能伺服控制需要精准反馈转子位置，否则会对矢量控制方法的控制效果产生不良效应，现有技术手段难以达成这一目标，即使运用无位置传感器仍然无法适应所有伺服控制场景，国内交流伺服系统生产厂商很难拓宽海外市场。提高伺服特性的有效途径就是研发高动态的伺服电机，构建精度较高的数学模型，以便随时对机电一体化设备运行参数予以调整，保持交流伺服系统运行的稳定性与可靠性（如图3）。
3.4 在数控加工中的应用
数控加工中应用智能控制技术，会使数控功能更加丰富，加工流程更趋于标准化和规范化，提高零件合格率，实现工业企业的规模化生产。通过在线监控数控机床的运行，提取不同时刻的运行参数，与数据库信息进行比较，在数控机床出现故障的第一时间发出警报，自动排除故障问题，尽快恢复正常生产。机电一体化系统与智能控制的融合，对零件生产过程进行严密动态的监控，各个环节加工效率极高，根据不同零件的加工要求下达相应指令控制刀具，自动检测零件质量和精度是否达标，计算合格率，为控制程序的优化给予可靠依据。在先进技术的有力支撑下，企业综合效益将不断提高。如图3。
3.5 在建筑领域中的应用
不同用户对建筑使用功能有着差异化要求，智能建筑是建筑行业发展的一大趋势，能够为建筑用户提供多样化的生活服务，使之享受到舒适、健康和便利。机电一体化系统是智能建筑的核心系统，与智能控制技术相结合，实时采集室内环境数据，适时地启动暖通空调系统，调节温湿度，确保一年四季室内温度都比较适宜，通风状况良好，让人们可以安心学习、工作和休息。对照明设备进行智能化控制，室内光线较暗时自动开启灯具，采光条件好时关闭灯具，既可以节约电能，又能满足人们的照明需求，社会公众对居住环境由衷感到满意，为建筑行业发展提供大力支持。
现阶段，机电一体化系统与智能控制相结合运用于众多领域中，已经取得了傲人成绩，促使产业结构调整和优化升级得以稳步落实，行业发展势头一片大好，给企业生产及公众生活带来了极大便利。随着人们对机电一体化系统与智能控制技术的研究越来越深入，二者的融合将会更加紧密，先进技术产物会逐渐取代传统落后的生产模式，智能化机电一体化设备广为运用到社会生产的各个层面，加快生产进度，扩大生产效益，提高我国机械化、自动化生产水平，推动我国机械制造行业走入强国之列，在国际竞争中占据领先优势。
新常态下，机电一体化系统与智能控制的结合应用一定程度上促进了机械制造行业的创新发展，有利于满足企业精细化生产管理要求，达成提质增效目标。基于此，加强对相关技术的研究，探索机电一体化系统与智能控制技术深度融合的可行路径，使之能够更好的服务于产业结构升级，提高行业的国际竞争力。
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