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摘要:近年來,隨著控制理論的發展,智能控制理論應運而生。在智能控制理論逐漸成熟的今天,其被廣泛應用于各個領域。機器人作為20世紀以來的重要發明,在諸多方面改變的人們的生活。基于此,本研究在概述智能控制理論的基礎上,分析了智能技術的發展,然后進一步分析了智能控制技術在機器人領域的具體應用。
關鍵詞:智能控制;機器人;應用
0引言
隨著科技的發展,機器人技術已經獲得了很大的進步,并在諸多行業中獲得廣泛的應用。為進一步促進機器人更好地應用于各個領域,本研究基于控制理論的角度,探討了智能控制在機器人領域的應用,以希望為進一步研究機器人技術的人員提供參考。
1智能控制理論概述
1.1智能控制內涵
智能控制是一種由自動控制交叉思想和人工智能思想融合的理論,其系統主要包括三種,即以人工控制為核心的系統,以人工和及其同時為核心的系統,以機器控制為核心的系統[1]。智能控制理論的基礎是運籌學中有關的理論。智能控制系統的特點主要有分布式、分級式以及開放式[2]。同時,智能控制系統還具有較強的綜合信息處理能力。然而,智能控制也存在一定的局限,如終極目標不是高級自動控制,服務對象主要是非線性的對象等等。
1.2智能控制方法
智能控制的方法主要有模糊網絡智能控制、神經網絡智能控制以及分層地接智能控制等等[3]。智能控制在實際應用過程中,往往是將多個方法融合在一起然后使用。比較常見且典型的方法主要有模糊智能控制法以及專家智能控制法。其中,模糊智能控制法主要是指將知識庫與模糊模式推理機和輸出量模塊進行組合的一種方法[4]。專家智能控制法是指將智能控制系統與傳統的控制理論進行融合的一種方法。
2智能控制技術的發展
近年來,隨著仿真技術、建模技術以及人工智能計算機技術等的發展,智能控制技術也獲得了飛速的發展。智能控制技術是對傳統控制技術的傳承的發展。在智能控制技術大力發展的今天,人們的生活發生了顯著的變化。智能控制技術在發展過程中,其主要方向是理論方法研究和智能控制技術集成研究。近年來,對智能控制技術的研究更是出現了新的熱潮,如智能決策、學習控制、專家控制、神經控制、智能規劃以及視覺控制等等。雖然我國智能控制技術發展去不較晚,但發展勢頭卻十分強勁。智能控制技術在機器人領域的應用是最主要的方向,其不僅能夠促使機器人更加的人性化,還能夠促使機器人更加的智能化。因此,本研究重點總結和分析了智能控制技術在機器人領域的應用。
3智能控制在機器人領域的應用
3.1機器人行動控制領域的應用
智能控制技術被廣泛應用于機器人行動控制領域。以智能控制技術在機器人機械手位置控制的應用為例,在應用過程中,上位機采用的是PC機,作用在于實現對關節運動軌跡的規劃、命令傳輸以及信息反饋。下位機采用的是MCS96單片機,作用在于定位機械手關節位置。微處理器控制系統能夠實現與上位機信息交換,進而獲取關節的指令,并進行信息反饋。同時,這一系統還能夠對關節的運動進行控制。在該系統中,采用模糊控制方法,不僅能夠消除控制系統的誤差,還能夠提高系統的穩定性。這是智能控制技術應用的一個重要體現。另外,還有一種機器人,即四條連桿和從動滾輪組成的機器人,其在移動過程中,主要依靠的是后補兩條滾輪。模糊神經網絡智能控制技術的應用就能夠很好地實現,并在實際的應用過程中,減低機器人系統誤差。除此之外,智能控制技術在應用過程中,還能夠對機器人的行動計劃進行控制。例如,在同一十字路口,對多個機器人的行動進行控制,就會存在回避以及協調的問題。在實現這一功能的過程中,智能控制技術在機器人行動領域的應用,為其提供了分布式行動和集中式行動。首先對機器人所遇到的不同障礙進行設定,然后在機器人內容進行運動規則的設計,采用分布式行動,促使機器人在行動過程中對于沖突區域采取避讓的方式。總之,智能控制技術在機器人行動領域中的應用是重要的。
3.2機器人技術領域的應用
隨著人工智能技術、制造技術以及計算機技術的飛速發展,人們對機器人技術的性能以及智能化程度也提出了更高的要求。為此,智能控制技術被廣泛應用于機器人技術領域。智能控制技術中神經網絡技術的應用是十分重要的,其對于路徑的規劃起到很好的效果。以神經網絡技術的應用為例,機器人的工作空間主要可分為兩個,即障礙空間和自由空間。其中,對機器人自由空間的表示采用的是Kohonen神經元的權向量,在空間中隨機選取相應的坐標,并將其視為網絡輸入,通過信息的輸入,神經網絡就會進行學習,然后以分布的形式進行體現。在學習過程中,其主要是通過公式來反應的,在神經功能與模糊控制結合后,會形成局部規劃器,局部控制器具有推理的功能。機器人在行走的過程中,就會遇到模糊控制,進而改變行動路徑。除此之外,仿真機器人以及兩足步行機器人也都是智能控制技術應用于機器人領域的重要典型。關于智能控制技術在機器人技術領域的應用,神經網絡技術的應用能夠解決諸多的問題,如變結構問題、非線性問題以及多變量問題等等。因此,未來在機器人技術領域的應用中,智能控制技術的應用必將日益廣泛。
3.3機器人生產線領域的應用
智能控制技術也被廣泛應用于機器人生產線領域。在計算機技術飛速發展的今天,企業間的競爭日益激烈,為進一步降低成本,自動化生產備受關注和重視。這種背景下,智能控制機器人被廣泛應用于生產線中。在生產線產品的生產過程中,智能監控技術、智能機器人被應用其中。以智能移動式水果采摘機器人的設計為例,其就是將智能控制技術應用于機器人生產線的領域的重要體現。在這一系統設計過程中,其主要有機械結構和智能結構兩部分,在智能結構部分,采用的系統主要是伺服電機驅動、傳感器控制模塊、運動控制卡以及數據采集卡等等。在進行實際作業前,先對目標果實進行識別和定位,并確定三維位置。其中,包括對果樹成熟度的判斷以及空間坐標體系的計算等等。同時,在進行設計的過程中,還對其軟件和硬件系統進行了設計,設計結束后,對采摘的成功率進行實驗,實驗結果顯示,無論在何種天氣下,智能機器人均能夠保持正常的移動,同時也能夠準確完成采摘作業。通過實驗,研究結果表明,智能采摘成功率在85%以上。由此可見,智能控制技術在應用于機器認生產線領域的過程中是具有重要的意義的。
4結論
總之,隨著智能控制理論的逐漸深入,其在機器人領域的應用也逐漸加深。智能控制技術不僅可以應用到機器人行動控制領域,還可以應用到機器人技術領域,更可以應用到機器人生產線領域。在機器人行動控制領域的應用,其能夠在很大程度上減少系統誤差,并且也能夠有效對機器人的行動路線進行控制。在機器人技術領域的應用,能夠提高機器人的速度和精度,同時還實現了機器人的記憶功能和學習功能。在機器人生產線領域的應用,能夠在一定程度上解放勞動力。然而,由于科技的有限,智能控制在機器人領域的應用中依然存在一定的局限,因而未來還應繼續加大這方面的研究。
參考文獻:
[1]馮晨昱.智能控制在機器人領域中的應用研究[J].智富時代,2018,19(1):125-128.
[2]蔡濟云.工業機器人在自動化控制中的應用研究[J].科技與創新,2018,21(1):144-145.
[3]王川秋水.智能機器人在現代物流中的運用探究[J].科學大眾(科學教育),2018,16(2):21.
[4]顧楨杰.論機器人在汽車智能制造中的應用[J].中國高新區,2018,13(5):56-57.
作者:余畢超 單位:湖北省黃岡師范學院交通學院