En la sociedad actual donde la ciencia y la tecnología están en constante desarrollo, la tecnología mecatrónica se ha aplicado y promovido aún más. En la actualidad, el control inteligente se utiliza ampliamente en la industria, la fabricación de maquinaria, la electrónica de potencia y otros campos de investigación, y también se utiliza ampliamente en sistemas mecatrónicos. Este artículo se centra en los tipos y ventajas de los sistemas de control inteligentes, explica brevemente los sistemas de control inteligentes actualmente en uso y finalmente analiza los efectos del control inteligente en aplicaciones mecatrónicas.
Control inteligente; mecatrónica; aplicación de aplicación
Resumen: Con el continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología en la sociedad actual, la tecnología mecatrónica se ha aplicado y promovido aún más. En la actualidad, la investigación sobre control inteligente ha comenzado a utilizarse ampliamente en la industria, la fabricación de maquinaria, la electrónica de potencia y otros campos. En los sistemas mecatrónicos el control inteligente también tiene un ámbito de aplicación muy amplio. Resumen: Este artículo explica principalmente brevemente los tipos y ventajas de los sistemas de control inteligentes, así como el uso actual de los sistemas de control inteligentes, y finalmente analiza el efecto del control inteligente en aplicaciones mecatrónicas.
Palabras clave control inteligente; mecatrónica; aplicación
La tecnología mecatrónica se refiere a la combinación de tecnología mecánica, tecnología microelectrónica, tecnología de electrónica de potencia, tecnología de la información y otras tecnologías y su aplicación en la práctica de tecnología integral. . Con el desarrollo de la mecatrónica, el nivel técnico de control en los sistemas mecatrónicos es cada vez mayor y la tecnología de control original ya no puede cumplir con los requisitos de los sistemas mecatrónicos. Por lo tanto, la gente comenzó a centrar su atención en el control inteligente en rápido desarrollo, con la esperanza de lograr el propósito de control del sistema mecatrónico a través del control inteligente. Por lo tanto, este artículo analizará las características y los principales métodos del control inteligente y explorará cómo aplicar el control inteligente a los sistemas mecatrónicos para controlar mejor los sistemas mecatrónicos.
1. Control inteligente
1.1 Introducción
El control inteligente es una tecnología de control automático que puede impulsar máquinas inteligentes para lograr objetivos de control sin intervención manual. El desarrollo de la teoría del control tiene una historia de más de 100 años. ¿Teoría clásica del control? Entonces qué. ¿Teoría del control moderna? ha entrado en la etapa de desarrollo. ¿Teoría de los grandes sistemas? Entonces qué. ¿Teoría del control inteligente? escenario. La investigación y aplicación de la teoría del control inteligente es una extensión de la teoría del control moderna en profundidad y amplitud. Desde la década de 1980, el rápido desarrollo de la tecnología de la información, la tecnología informática y el desarrollo y la penetración mutua de otras disciplinas relacionadas también han promovido la profundización continua de la ciencia del control y la investigación en ingeniería, y el desarrollo de sistemas de control en sistemas de control inteligentes se ha convertido en un tendencia. El control inteligente integra muchas disciplinas, como el control automático, la inteligencia artificial, la teoría de la información y la investigación de operaciones. Supera muchas deficiencias de la teoría de control tradicional y puede usarse para controlar varios sistemas complejos.
1.2 Comparación entre control inteligente y control tradicional
En primer lugar, el control inteligente incluye el control tradicional y es una etapa avanzada del control tradicional. En comparación con el control tradicional, el control inteligente tiene capacidades de procesamiento de información integrales más sólidas y puede optimizar el sistema en su conjunto. Estructuralmente, la estructura distribuida, jerárquica y abierta del control inteligente también es más avanzada que el control tradicional.
En segundo lugar, el control inteligente es el resultado de la intersección de múltiples disciplinas, por lo que su sistema teórico es más completo que el control tradicional. Los sistemas de control inteligentes tienen conocimiento suficiente sobre las estrategias de control humano, los objetos controlados y el medio ambiente y la capacidad de aplicar este conocimiento. Los sistemas de control inteligentes pueden utilizar modelos generalizados no matemáticos representados por conocimiento y procesos de control híbridos representados por matemáticas, y adoptar métodos de control multimodales que combinan control de circuito abierto y cerrado y control cualitativo y cuantitativo.
En tercer lugar, el sistema de control inteligente tiene las características de estructura variable, autooptimización, autoadaptación, autoorganización, autoaprendizaje y autocoordinación. Los objetos y tareas aplicables del control inteligente pueden ser más complejos y altamente no lineales, y el modelo puede ser incierto. Al mismo tiempo, el sistema de control inteligente tiene capacidades de compensación y autorreparación, así como capacidades de juicio y toma de decisiones.
Finalmente, el sistema de control inteligente también puede expresar matemáticamente el proceso de control híbrido, utilizar el conocimiento para describir modelos generalizados no matemáticos y adoptar métodos de control multimodales, que son una combinación de toma de decisiones cualitativa. control cuantitativo y control de bucle abierto-cerrado.
1.3 Métodos principales
En la actualidad, los principales métodos de control inteligente incluyen el control de algoritmos genéticos, el control de redes neuronales, el control de sistemas difusos, el control de sistemas expertos, el control jerárquico, el control inteligente combinado, y caos, control inteligente integrado, teoría wavelet, etc.
2. Aplicación del control inteligente en sistemas mecatrónicos
2.1 Aplicación del control inteligente en el proceso de fabricación mecánica
La tecnología de procesamiento inteligente utiliza haces de luz inteligentes Investigación inteligente sobre la Las características de interacción con la materia, las tecnologías de corte, soldadura, tratamiento de superficies, punzonado y micromecanizado de materiales (incluidos metales y no metales) y los procesos son requisitos previos para la aplicación de tecnología de procesamiento inteligente. La fabricación mecánica es una parte importante del sistema mecatrónico. La tecnología de fabricación de maquinaria más avanzada en la actualidad es la combinación orgánica de tecnología de control inteligente y tecnología asistida por computadora, y se está desarrollando hacia una tecnología de fabricación de maquinaria inteligente. Su objetivo final es reemplazar parte del trabajo mental con tecnología informática avanzada y simular las actividades de la maquinaria de fabricación humana a partir de trabajos de cursos sobre diseño de sistemas mecatrónicos. Al mismo tiempo, la tecnología de control inteligente utiliza redes neuronales y sistemas difusos para simular dinámicamente la situación actual de la fabricación mecánica y preprocesa la información recopilada mediante tecnología de fusión de sensores para modificar los datos de los parámetros en el modo de control. En este proceso, las funciones de aprendizaje y procesamiento paralelo de la tecnología de redes neuronales se utilizan para procesar de manera efectiva información incompleta, y las relaciones difusas de los sistemas difusos y las características únicas de los conjuntos difusos se utilizan para recopilar información difusa en el bucle externo del circuito cerrado. -control de bucle. En el mecanismo de toma de decisiones, se selecciona la acción de control correspondiente. Los campos de aplicación del control inteligente en la fabricación de maquinaria incluyen: diagnóstico inteligente de fallas mecánicas, monitoreo y detección inteligente de sistemas de fabricación de maquinaria, sensores inteligentes y aprendizaje inteligente.
2.2 Aplicación del control inteligente en el campo de los robots
Normalmente, los robots en dinámica son no lineales, fuertemente acoplados e inestables. Debido a la gran cantidad de información y muchos parámetros de control, se necesita un control inteligente para lograr la sensibilidad y velocidad del procesamiento de información y parámetros del robot. En la actualidad, la tecnología de control inteligente se ha utilizado ampliamente en todos los aspectos del campo de la robótica. En términos de dinámica, los robots no son lineales, varían en el tiempo y están fuertemente acoplados. Es multivariable en términos de parámetros de control; es informativo en términos de información del sensor; es multitarea en términos de requisitos de tareas de control. Por tanto, del análisis de estos aspectos se puede concluir que el control inteligente es muy adecuado para el campo de la robótica. Además, la tecnología de control inteligente se utiliza ampliamente en el campo de los robots, como la planificación de trayectorias de robots, el posicionamiento y seguimiento de trayectorias de robots, la evitación autónoma de obstáculos de robots, el control de postura de robots, etc. En el campo de la robótica, las personas pueden utilizar control difuso, redes neuronales artificiales y tecnología de sistemas expertos en control inteligente para modelado y detección de entornos, posicionamiento de robots, fabricación flexible de automóviles, etc. Para mejorar la adaptabilidad del sistema robótico, las personas pueden utilizar de manera integral varias tecnologías de control inteligente. Por ejemplo, el robot puede evitar activamente obstáculos al caminar, o puede caminar por un camino designado, y el brazo robótico puede completar lo esperado correspondiente. acciones según las instrucciones. Todos los contenidos anteriores se realizan utilizando tecnología de control inteligente de redes neuronales informáticas, lo que demuestra que la aplicación del control inteligente en el campo de los robots se está volviendo cada vez más madura.
2.3 Aplicación del control inteligente en un servosistema de CA
El dispositivo de servoaccionamiento es un componente y dispositivo de conversión que convierte señales eléctricas en acciones mecánicas, lo que determina la función y la calidad del control y el desempeño dinámico del sistema. Es una parte importante de la mecatrónica. El desarrollo de la tecnología de electrónica de potencia en control inteligente puede mejorar el rendimiento de los sistemas de control de velocidad de CA y realizar la transformación de servosistemas de CC a servosistemas de CA. La introducción de un control inteligente en el servosistema de CA puede ayudar al servosistema de CA a hacer frente a algunos factores inciertos, como perturbaciones de carga, parámetros variables en el tiempo, características no lineales severas del objeto controlado y del motor de CA, acoplamiento fuerte, etc., y ayudar El servosistema de CA obtiene información a través del modelo de incertidumbre. Los parámetros PID satisfactorios cumplen con los requisitos de los indicadores de alto rendimiento del sistema.
El PID inteligente se puede formar combinando el control PID convencional con la tecnología de control inteligente. El método consiste en introducir inteligencia artificial en el controlador a través de métodos de control no lineales para que el sistema tenga un mejor rendimiento de control. Puede ajustarse automáticamente sin depender de los parámetros del controlador ni de modelos matemáticos precisos, lo que hace que el sistema sea más adaptable.
2.4 Aplicación del control inteligente en el campo del CNC Las funciones inteligentes también requieren nuevas funciones inteligentes como expansión, simulación y extensión, para que la tecnología CNC pueda realizar programación inteligente, monitoreo inteligente y construcción de bases de datos inteligentes. Todos estos objetivos se logran mediante el uso de tecnología de control inteligente. Por ejemplo, se pueden usar sistemas expertos para manejar de manera integral algunos problemas en el campo del CNC donde los algoritmos son difíciles de determinar y las estructuras no están claras, y luego se pueden usar reglas de inferencia para inferir cierta información de fallas del CNC en el campo del CNC, obteniendo así alguna guía. sugerencias para reparar maquinaria CNC; tecnología de sistema difuso Se puede utilizar para optimizar la tecnología de procesamiento de la maquinaria CNC y ajustar algunos parámetros difusos, a fin de detectar más claramente las fallas de la maquinaria CNC y encontrar las soluciones correspondientes. En el campo del CNC, los algoritmos evolutivos genéticos también se pueden usar para encontrar la ruta de procesamiento óptima del sistema CNC; las funciones de predicción y presupuesto en el control inteligente también se pueden usar para fortalecer el control integral del movimiento durante el procesamiento de alta velocidad.
Referencia
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