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机电一体化论文


机电一体化技术

课程设计(论文)

设计(论文)题目 智能控制在机电一体化系统中的应用 学院名称 专业名称 学生姓名 学生学号 任课教师 设计(论文)成绩 康 东 核技术与自动化工程学院 电气工程及其自动化

教务处 制 年 月 日

填 写 说 明
1、 专业名称填写为专业全称,有专业

方向的用小括号标明; 2、 格式要求:格式要求: ① 用 A4 纸双面打印(封面双面打印)或在 A4 大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ② 打印排版:正文用宋体小四号,1.5 倍行距,页边距采取默认形式(上下 2.54cm, 左右 2.54cm, 页眉 1.5cm, 页脚 1.75cm) 。 字符间距为默认值 (缩 放 100%,间距:标准) ;页码用小五号字底端居中。 ③ 具体要求: 题目(二号黑体居中) ; 摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中,隔行书写摘要的文字部分,小 4 号宋体); 关键词(隔行顶格书写“关键词”三字,提炼 3-5 个关键词,用分号隔开, 小 4 号黑体); 正文部分采用三级标题; 第 1 章 ××(小二号黑体居中,段前 0.5 行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××(段前、段后 0.5 行) 1.1.1 小四号黑体(段前、段后 0.5 行) 参考文献(黑体小二号居中,段前 0.5 行) ,参考文献用五号宋体,参照 《参考文献著录规则(GB/T 7714-2005) 》 。

通过这次我们了解了现代机电一体化。课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情 况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学 的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社 会呢?虽然时间很短,可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相

学生 学习 心得

处,相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题,于是在实习时我便有意观 察前辈们是如何和同事以及上级相处的,而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅 限于本部门,还要跟别的部门例如市场部的同事相处好,那工作起来的效率才高,人们所说 的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可 以放松一下神经,而且可以学到不少工作以外的事情,尽管许多情况我们不一定遇到,可有 所了解做到心中有底,也算是此次实习的其中一个目的了。

学生(签名) : 年 月 日

本人郑重声明所呈交的课程报告是本人在指导教师指导下进行的研究工作及

诚信

取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注的地方外,论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同学对本文研究所做的贡献

承诺 均已在报告中作了明确的说明并表示谢意。 学生(签名) :

任课 教师 评语 成绩评定: 任课教师(签名) : 年 月 日

智能控制在机电一体化系统中的应用
摘要:机电一体化是我国现代社会生产中的重要模式,其摆脱了传统
模式中成本大、效率低、质量差等诸多问题。在科学技术竞争不断发 展的社会里,机电一体化技术得到了巨大的更新改进,现有的一体化 系统也在重组中及时优化调整着。 智能控制则是在这种背景下研究出 来的一种新技术,其能够显著改善一体化控制中的许多缺陷,保证了 整个一体化控制系统的顺利运行。 文章详细阐述了智能控制的相关问 题,并重点研究了智能控制对数控技术的影响。

关键词:智能控制;机电一体化;抗干扰 前言
“智能控制”指的是在无人操作控制的状态下,依靠智能机器设 备来实现自动化控制的一种新技术。从理论上讲,智能控制研究已经 历了百年的发展历史;从实践上看,智能控制现已广泛运用于各项工 业生产中。机电一体化也是现代社会发展的重要模式,将其与智能控 制有效结合起来可以提高一体化系统的运行模式, 维持系统的正常运 行。

智能控制系统类别形式
智能控制系统实际上是一种多项控制技术。智能控制的顺利运行 主要是依赖于各种不同的智能控制系统展开操作,以构建出混合、集 成的控制系统。在智能系统中许多智能技术才能得到充分运用,当前

采取的智能控制系统如下所述:
(1)分级控制系统。分级控制又称“分级递阶智能控制” ,该控制的运

行主要依靠自适应控制、自组织控制等前提条件。在分级递阶智能控 制中涉及到 3 个方面,即:组织级、协调级、执行级,每个级都有 自己的作用。
(2)学习控制系统。对于人类大脑而言,学习是智慧能力的表现形式。

学习控制系统一般通过对内部结构进行辨别、认知、调整后,利用对 信号的循环输入和数据处理来保证良好的运行效果。 学习控制系统还 能结合一些非预知信息进行自动控制。
(3)专家控制系统。该智能系统实际上是将人的经验、知识、技能融

合在计算机系统中的一种形式。其根据对应的程序指令运行操作。在 专家系统中,常常囊括了很多理论知识,这就为智能系统在处理实际 问题时提供了帮助,让处理结果具备诸多高性能

(4)神经网络系统。目前,运用最多的则是人工神经网络控制系统,

见图2。这种智能网络结构形式主要运用了神经细胞、人工神经元等 构成的模式。智能控制与模仿真人是神经网络系统的主要功能,该系 统是现代技术研究领域中的新课题内容。

智能与非智能控制对比
与传统的非智能控制相比, 现代技术领域中的智能控制有着无可 比拟的优势。虽然传统控制也具

备自身的优势,但智能控制几乎兼容了所有非智能控制的功能,这也 是智能控制得到广泛运用的根本原因。
(1)模型对比。早期非智能控制系统在控制过程中,其主要控制对象

是已经建立好的模型状态,这使得传统控制仅适合固定的模型,运用 范围有限。而智能控制系统不仅能运用于固定的模型,还能对结构、 参数都是未知的模型加以控制,运用范围要比传统控制广得多。
(2)交换对比。数据信号的交换处理是系统正常运行的保证,机电一

体化系统若没有数据信号的指示则无法操作。 非智能控制系统中的输 入、输出设备在数据交换时常出现多种障碍。而智能控制则可利用精 度高的送音器设备,并集合计算机技术准确定位传输。
(3)线性对比。非智能控制研究的理论知识中,在线性问题的探究上

获得了一定成就,但在高度非线性的控制中运行效果不够理想。而智

能控制可以有效处理一些复杂的高级线性、非线性问题,其在功能上 兼容传统控制的作用,发挥出理想的控制效果。
(4) 控制对比。两种控制方式最大的区别在于“控制”方面,非智能

控制方法运行速度慢、操作难度大,会影响到整个系统的控制效果; 而在智能控制系统中储备了诸多控制功能,其运用了开闭环控制、定 量控制等综合模式来改善控制效率。

有关机床运行的智能控制
机电一体化是现代工业中的重要技术。而“智能化”则是当代科技的 重要趋势,在机电一体化中有着重要的作用,见图3。机器人与数控 机床的智能化则是智能控制的主要表现之一。
(1)提高精度。对于数控机床而言,精度是衡量机电一体化制造技术

的重要指标。旧的数控机床

由于没有融合过多的智能技术,机床精度不达标且产品加工不理想。 智能数控系统中运用了高速CPU芯片、 RISC 芯片、 多CPU 控制系统 与交流数字伺服系统,大大提高了机床的精度。
(2)优化效能。数控系统设计阶段,其多数运用的设计思路是模块化

设计的方式,且功能涉及面广阔;具备良好的裁剪性,对于不同的机

电一体化生产控系统则可参照各种操作流程, 保证系统的调整符合要 求。
(3)改进加工。主要智能化表现为操作、加工等方面,智能控制方式

的运用可以缩短加工时间、优化操作流程。同时,还能实现复合加工 效果, 让数控机床能够满足多轴、 多控制的需要。 在实际加工过程中, 可减少人工操作次数,进行多道工艺的一次性加工操作。
(4) 程序控制。操作程序是系统运行的主要指令,根据加工产品的尺

寸、精度来编制操作程序才能使产品加工后达到智能效果[4]。在普 通车床加工时,操作流程必须要依靠人工控制,对操作工人的技术要 求十分高。而在数控车床中,只需根据程序调试机器后即可加工,这 也是智能化的表现。

设备装置的智能器件
在机电一体化系统中运用智能控制, 不仅保证了系统实现自动控制这 一基本要求,而且促进了系统控制方式的转变调整。数控机床作为机 电一体化系统的典型设备, 其在元器件的控制上也能反映出智能控制 的具体作用。
(1)显示装置。平面显示器在数控机床中是基本的装置之一,其主要

是显示程序指令等内容,让操作人员了解机床的运行情况。在机床改 造技术不断革新的同时,智能器件的种类也在不断变化。FPD 平板 显示技术具有重量轻、能耗低、显示大等优势,可实现智能操作。
(2)硬件装置。硬件模块是确保数控机床达到标准的重要装置,厂家

运用智能技术并融合相应的智能器件能创建良好的模块结构,例如: CPU、存储器、位置伺服、PLC 等,在具体操作中可对模块形式进 行删减增加,以建立各种不同性能的模块。
(3)网络装置。网络技术是现代智能控制中运用较多的技术,其可以

通过机床联网的形式来利用计算机输入、编制、调节程序,执行程序 之后则能够实现智能化的无人操作控制。 网络装置主要是计算机和数 据线,两者具备就可以顺利将数据显示在机床面板上。
(4)控制装置。在数控机床加工过程中利用及时动态监控装置,可以

将多种现代化技术融合在一起,包括计算机监控技术、网络技术、多 媒体技术、CAD/CAM、模拟仿真技术等等。有时可以把一些常用的 控制装置创建成严密的制造过程闭环控制体系,以加快智能化的实 现。

结论
智能控制是现代机电一体化系统中运用最多的控制方式, 其凭借 “高性能、高效率、高水平”的控制优势正在逐渐取代传统的控制方 法。文中所提到的数控机床仅仅是机电一体化的一个代表,现代工业 生产中运用到智能一体化系统的还有很多方面, 其控制效能的优越性 将会得到更多人的认识。


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