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智能系統(tǒng)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用|機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

發(fā)布時間:2020-02-15 來源: 幽默笑話 點(diǎn)擊:

  隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,不同學(xué)科之間產(chǎn)生了相互交叉和滲透,電子技術(shù)的發(fā)展也有了前所未有的突破。隨著機(jī)電一體化的日趨成熟,機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)以及產(chǎn)品的功能與構(gòu)成、和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展以及機(jī)械工業(yè)所形成的機(jī)電一體化使工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)入了更高一層的機(jī)電一體化的發(fā)展階段。
  
  1. 智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的區(qū)分
  1)智能控制系統(tǒng)是對傳統(tǒng)理論的發(fā)展,傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是智能控制系統(tǒng)的一部分,是智能控制系統(tǒng)的低級階段;2)智能控制系統(tǒng)的主要對象和任務(wù)具有模型的不確定性、高度的非線性和復(fù)雜的任務(wù)要求。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)方法一般只適用于具有精確的數(shù)學(xué)模型、線性的(或可以線性化的)和單一任務(wù)的對象;3)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在對數(shù)學(xué)模型的描述、符號和環(huán)境的識別、知識庫和推理機(jī)的設(shè)計(jì)上,它有別于傳統(tǒng)控制常用的通過運(yùn)動學(xué)方程、動力學(xué)方程、傳遞函數(shù)等數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)的方法;4)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是通過各種定理、定論來獲取知識,而智能控制是通過學(xué)習(xí)和專家經(jīng)驗(yàn)來獲取知識。
  2. 智能控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用
  智能化是機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展的一大趨勢,從某種意義上講,機(jī)電一體化系統(tǒng)的優(yōu)劣在很大程度上取決于控制系統(tǒng)的好壞。與美國和日本等發(fā)達(dá)國家相比,我國在機(jī)電一體化方面的研究和應(yīng)用有著十分巨大的差距,然而,我國政府將機(jī)電一體化的發(fā)展提上了國家發(fā)展綱要和規(guī)劃的議題之上,在國家高技術(shù)重點(diǎn)研究領(lǐng)域中也納入了機(jī)電一體化技術(shù)的研究,同時增加了研究的投入和力度,并在大專院校、研究機(jī)構(gòu)和一些大中型企業(yè)中奠定了大量的應(yīng)用此技術(shù)的鋪墊工作,也在相關(guān)方面取得了一些成績。
  2.1 在數(shù)控技術(shù)方面
  目前我國在數(shù)控技術(shù)方面已經(jīng)取得了一些成績。雖然在數(shù)控技術(shù)方面我國至到上世紀(jì)50年代末才開始起步,然而,到上世紀(jì)末期在我國國內(nèi)市場上已經(jīng)有1/2的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床占有率,1/10的普及型國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的占有率;在數(shù)控西它能夠的生產(chǎn)能力上,我國已經(jīng)達(dá)到了超過3000套/年;在主軸與進(jìn)給裝置上,我國的生產(chǎn)能力也達(dá)到了超過5000套/年;在數(shù)控機(jī)床(普通級)的加工精度上已經(jīng)突破了10μm的瓶頸達(dá)到了5μm;在超加工精度上,我國的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)可以精確到0.01μm,也就是納米級別。
  2.2 在工業(yè)機(jī)器人方面
  早在上世紀(jì)80年代中葉,我國的國家科技計(jì)劃就已經(jīng)納入了機(jī)器人的研究和應(yīng)用。在機(jī)器人的操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)、編程技術(shù)、軌跡規(guī)劃技術(shù)等等方面我國已經(jīng)充分掌握和靈活運(yùn)用,為我國機(jī)器人制造的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
  如今,已經(jīng)有200多家單位進(jìn)行了在機(jī)器人方面的研發(fā),有50多家專門對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)行開發(fā)的企業(yè),已經(jīng)有大概10000臺工業(yè)機(jī)器人在我國市場上,其中有1/3是我國自行產(chǎn)出的。從以上數(shù)據(jù)中,我國可以看出,在機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化制造技術(shù)方面,我國的相關(guān)科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)充分掌握了,并使機(jī)器人生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),例如機(jī)器人控制、軟件設(shè)計(jì)和編程、驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等,同時擁有了大型機(jī)器人自動工作站與周邊配套設(shè)施的開發(fā)和制備技術(shù)。
  2.3 在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面
  目前,在我國,計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)工程研究中心已經(jīng)在我國最高學(xué)府――清華大學(xué)建成,并且已經(jīng)有7個計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、8個計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)培訓(xùn)中心建立在我國各個著名高校和研究單位。早在10年前,計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)應(yīng)用示范工程在超過20個省、直轄市,超過10個行業(yè)和超過200家的企業(yè)中通過和實(shí)施,并在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的幫助下,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
  在當(dāng)前時期,我國最大的工程是將計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)引入到機(jī)械、航空、石化、紡織等等與人民生活息息相關(guān)的行業(yè)之中,這是舉世矚目、萬眾期待的巨大工程。
  3. 智能控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
  3.1 環(huán);
  物質(zhì)豐富、生活舒適、資源減少、生態(tài)環(huán)境污染,是發(fā)達(dá)的工業(yè)發(fā)展帶給人們生活巨大變化的主要表現(xiàn)。在這種情況下,環(huán)境保護(hù)、回歸自然是全世界人們的共同愿望,于此,環(huán)保產(chǎn)品、綠色產(chǎn)品隨之誕生,因而,筆者認(rèn)為,環(huán);菣C(jī)電一體化發(fā)展的一個主要趨勢。在工業(yè)的迅猛發(fā)展之下,嚴(yán)重地污染了環(huán)境、損耗了資源。因而,在國際環(huán)保的呼吁下,工業(yè)生產(chǎn)必然會走向環(huán);、綠色化。
  3.2 智能化
  所謂智能化,主要描述的機(jī)器行為,它以控制理論為基礎(chǔ),在人工智能、運(yùn)籌學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等等各種學(xué)科的基礎(chǔ)上賦予機(jī)器人以邏輯思維能力、推理判斷能力、以及自主決策能力等人工智能,從而使控制目標(biāo)得到高要求的完成。目前的機(jī)器人以及智能化的數(shù)控機(jī)床就是人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的重要應(yīng)用。
  3.3 網(wǎng)絡(luò)化
  20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們?nèi)粘I疃紟砹司薮蟮淖兏,同樣也給機(jī)電一體化技術(shù)帶來了重大影響,例如通過網(wǎng)絡(luò)對機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。
  3.4 微型化
  微型化興起于20世紀(jì)80年代末,是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。近十余年來,微機(jī)電系統(tǒng),作為機(jī)電一體化技術(shù)的新尖端分支而倍受重視,泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),發(fā)展難點(diǎn)在于微機(jī)械并不是簡單地將大尺寸的機(jī)械按比例縮小,由于結(jié)構(gòu)的微型化,在材料、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦特性、加工方法、測試與定位及驅(qū)動方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問題。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活,可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間。
  
  參考文獻(xiàn)
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