先进成形与智能技术 课件 第8章 金属成形过程智能控制技术.pptx

8.1智能制造系统与典型控制方法战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造

目录CONTENTS8.1.1智能制造系统结构简介8.1.2智能传感器功能与特点8.1.3典型智能控制方法

8.1.1智能制造系统结构简介战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1所谓智能制造，就是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术、智能技术与装备制造技术的深度融合与集成。智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理和服务等制造活动的各个环节，运用人工智能技术、云计算和物联网技术，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断等，实现科学决策、智能设计、合理排产，其基本特征是生产装备和生产过程的数字化、网络化、信息化、智能化。

8.1.1智能制造系统结构简介1.智能制造系统结构简介战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2智能制造系统一般由信息层级结构、系统组成结构和关键新一代技术结构组成。信息层级结构主要包括：规划管理层、设备层、感知与控制层、数据采集与监控层、制造运行管理层等。系统组成结构主要包括：企业资源计划系统、生产执行系统、传感器与控制系统、数据库系统、工业机器人和自动化系统。关键新一代技术主要包括：人工智能技术、云计算和物联网技术。图8-1智能制造系统的结构组成

8.1.2智能传感器功能与特点战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3传感器被誉为实现智能控制的基石，在现代制造过程中，设备运行状态和产品加工质量很大程度上取决于所用传感器的水平。特别是对实现成形过程智能化而言，需要配置传感器进行装备运行状态与产品质量信息的反馈，以保证成形过程的稳定性，提高成形质量和生产效率。智能传感器技术已成为先进成形过程中实现感知环境、实时监测、信息处理的核心技术之一。图8-2智能传感器基本结构框图1.智能传感器的概念智能传感器是一种带微处理器的兼具信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维和判断功能的传感器。相对于传统传感器，智能传感器集感知、信息处理、通信于一体，可实现自校准、自补偿、自诊断等处理功能。智能传感器主要由传感器、微处理器和相关电路构成。其中，传感器负责信号的获取，微处理器通过输入信号进行分析处理得到特定的输出结果，利用外部网络接口模块与外部系统实现数据交换。

8.1.2智能传感器功能与特点2.智能传感器的功能：战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造41）信息处理与传输功能。基于微处理器的计算和存储能力，智能传感器可实现对被测物理量的特征分析与参数变换。同时，智能传感器内容集成了模数转换电路，能够直接输出数字信号。2）自补偿和计算功能。智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的漂移和非线性补偿提供了新途径，即通过微处理器对测试信号进行软件计算，采用多次拟合和差值计算方法能对传统传感器的非线性、温度漂移、时间漂移以及环境影响因素引起的信号失真进行自动补偿。

8.1.2智能传感器功能与特点2.智能传感器的功能：战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造53）自检、自校、自诊断功能。智能传感器通过其故障诊断软件和自检测软件，自动对传感器和系统工作状态进行定期和不定期的检测、测试。4）自学习与自适应功能。智能传感器可以通过编辑算法使传感器具有学习功能，利用近似公式和迭代算法认知新的被测量值，即有再学习能力。5）多参数测量功能。智能传感器设有多种模块化的硬件和软件，具有复合测量功能，根据不同的应用需求，可选择其模块的组合状态，实现多传感单元、多参数的测量，给出能够较全面反映物质运动规律的信息。

8.1.2智能传感器功能与特点3.智能传感器的特点：战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造61）测量精度高。智能传感器具有信息处理功能，可通过软件修正各种确定性系统误差，还可适当补偿随机误差、降低噪声，提高了传感器的测量精度2）可靠性与稳定性高。集成传感器系统小型化，消除了传统结构的某些不可靠因素，改善整个系统的抗干扰件能力。同时，具有实时自检、自动诊断、校淮和数据存储的功能，保障了传感器使用过程中的可靠性与稳定性。3）信噪比与分辨力高。智能传感器具有信息处理、信息存储和记忆功能，通过信息处理可以去除测量数据中的噪声，将有用信号提取出来；通过信息处理中的数据融合可以消除多参数测量状态下交叉灵敏度的影响，保证在多参数状态下对特定参数测量时具有高的分辨率。4）组态功能与自适应性强。智能传感器可以实现多传感器多参数综合测量，有一定的自适应能力，可根据检测对象或条件的改变，相应地改变量程反输出数据的形式。同时它