Лекция 8.1. Интеллектуальные мехатронные системы. Общие сведения

Создание нового поколения технологического оборудования поставило ряд качественно новых требований, предъявляемых к функциональным характеристикам исполнительных механизмов для этого оборудования. В первую очередь это:

-сверхвысокие скорости движения рабочих органов, определяющие новый уровень производительности технологического оборудования;

-сверхвысокая точность движений, необходимая для прецизионных технологий (вплоть до микро- и наноперемещений);

-минимизация массо-габаритных показателей (вплоть до миниатюризации в микросистемах);

-интеллектуальное поведение технологических машин, работающих в изменяющихся и неопределенных внешних средах;

-быстрое и точное перемещение рабочих органов по сложным контурам и поверхностям;

-существенное расширение технологических и функциональных возможностей оборудования, желательно – без увеличения стоимости;

-способность системы к реконфигурации в соответствии с конкретными решаемыми задачами;

-высокая надежность и безопасность функционирования. В настоящее время под интеллектуальными системами управления понимаются системы, ориентированные на обработку и использование знаний. В интеллектуальной системе можно выделить следующие слои обработки неопределенной информации (слои интеллектуальности): прогноз событий; самообучение и адаптация; работа с базами событий, знаний и формирование решений; исполнительный слой. В самом нижнем исполнительном слое могут использоваться классические модели систем автоматического управления. Слои более высокого ранга можно рассматривать как надстройку над классическими моделями, соответствующую современным информационным технологиям работы со знаниями и существенно расширяющую возможности этих моделей. В зависимости от того, сколько слоев интеллектуальности имеет та или иная система, их можно подразделить на системы со степенью интеллектуальности в малом, в большом и в целом. Под интеллектуальным механизмом (приводом) обычно понимается привод с системой управления, имеющей степень интеллектуальности в малом. Это означает, что функционирование системы управления привода ограничено двумя нижними слоями интеллектуальности. В настоящее время разрабатывается новое поколение высококачественных адаптивных исполнительных механизмов со степенью интеллектуальности в большом, у которых функционирование системы управления охватывает уже три нижних слоя интеллектуальности. При этом функциональные возможности самообучения и адаптации обеспечиваются за счет современных технологий экспертных систем и нейросетевых структур.