機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

■楊曉雨 ■江西華樟建設(shè)股份有限公司，江西 南昌 330000

1 機(jī)電控制技術(shù)基本概況

1.1 機(jī)電控制技術(shù)概念

機(jī)電控制技術(shù)，從概念層面來看，即機(jī)械和電子結(jié)合而來的控制技術(shù)，而實(shí)際上機(jī)電控制技術(shù)的概念也大致如此。機(jī)電控制技術(shù)是將現(xiàn)代化電子科學(xué)技術(shù)和機(jī)械行業(yè)專業(yè)知識與技能巧妙高效結(jié)合而衍生的一門技術(shù)，機(jī)電控制技術(shù)適用范圍極為廣泛，大致涉及到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息處理、機(jī)電系統(tǒng)自動控制與操作、精密機(jī)械計(jì)算、機(jī)械傳感感應(yīng)國防等。機(jī)電控制技術(shù)與機(jī)電一體化密不可分，機(jī)電一體化依托于機(jī)電控制技術(shù)而存在。機(jī)電領(lǐng)域中所涉及到的系統(tǒng)程序、操作步驟繁冗復(fù)雜，且具有極強(qiáng)的整體性，而機(jī)電控制技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)有效地控制和管理機(jī)電系統(tǒng)，大大提高工作效率，降低生產(chǎn)成本能耗。但與此同時(shí)，鑒于機(jī)電控制系統(tǒng)的整體不可分離性，也對機(jī)電控制技術(shù)提出了更高的要求。

1.2 機(jī)電控制技術(shù)基本特征

機(jī)電控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心，機(jī)電控制技術(shù)的優(yōu)劣高下直接影響著機(jī)電一體化等發(fā)展進(jìn)程。機(jī)電一體化對系統(tǒng)的整體性、準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性都有相當(dāng)高的要求，這也就意味著機(jī)電控制技術(shù)也需要滿足這些基本要求及特征。首先，機(jī)電控制技術(shù)要具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。機(jī)電控制系統(tǒng)多種多樣，各有迥異，每套系統(tǒng)對控制技術(shù)的要求都各不相同，這就需要機(jī)電控制技術(shù)具備較強(qiáng)的延展性和彈性，能夠在不同的應(yīng)用環(huán)境下很好地適應(yīng)并滿足不同的系統(tǒng)需求;其次，機(jī)電控制技術(shù)應(yīng)具備較強(qiáng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，機(jī)電控制技術(shù)在機(jī)電一體化進(jìn)程中的應(yīng)用就相當(dāng)于計(jì)算機(jī)主機(jī)對計(jì)算機(jī)的作用，機(jī)電控制技術(shù)是系統(tǒng)最核心最重要的“中樞機(jī)構(gòu)”。通常情況下，機(jī)電系統(tǒng)都是“環(huán)環(huán)相扣”，有著復(fù)雜的內(nèi)部聯(lián)系構(gòu)造，因此系統(tǒng)中一個(gè)小環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)整體癱瘓。這就要求機(jī)電控制技術(shù)擁有較強(qiáng)的技術(shù)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，在技術(shù)管理和操作層面上保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的實(shí)現(xiàn);再者，機(jī)電控制技術(shù)需要“與時(shí)俱進(jìn)”。優(yōu)秀技術(shù)的存在并非要一成不變，社會在不斷進(jìn)步，市場在不斷變遷，企業(yè)管理和操作系統(tǒng)也在不斷革新，這就需要機(jī)電控制技術(shù)也能夠不斷地“與時(shí)俱進(jìn)”，及時(shí)汲取新興的優(yōu)秀的電子科技方法和手段，不斷擴(kuò)充和完善整個(gè)技術(shù)體系。

2 機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

2.1 機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展歷程

總體而言，我國的機(jī)電控制技術(shù)起步較晚，發(fā)展速度較慢，但發(fā)展后勁十足。鑒于我國在二十世紀(jì)特殊的國情干擾，直至二十世紀(jì)三十年代，我國的機(jī)電控制技術(shù)仍未起步，但是社會上也沒有對機(jī)電控制技術(shù)這一概念的認(rèn)知和基本了解。當(dāng)時(shí)的機(jī)械生產(chǎn)制造和其他制造企業(yè)都是依靠人力來完成所有環(huán)節(jié)的工作，因此，無論是從管理還是從基層實(shí)踐操作都存在很大的難度。二十世紀(jì)四十年代時(shí)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的初步發(fā)展和對現(xiàn)代科技的進(jìn)一步了解接受以及社會需求的不斷增長，我國部分專家學(xué)者開始了對機(jī)電控制理論的研究和探索，這一階段的調(diào)查研究所得出的結(jié)論成果為日后機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。上世紀(jì)五十年代，我國的機(jī)電控制技術(shù)已經(jīng)開始初步形成并“顯露頭角”開始發(fā)展。這一階段的機(jī)電技術(shù)在實(shí)踐操作中不斷去除傳統(tǒng)理念的束縛和禁錮，革新了機(jī)電控制技術(shù)的核心控制辦法，擴(kuò)大了機(jī)電控制技術(shù)的應(yīng)用范圍并添加了許多新型的機(jī)電設(shè)備元件，大大提升了機(jī)電控制技術(shù)各方面的性能。上世紀(jì)六十年代至七十年代之間，互聯(lián)網(wǎng)的引入為機(jī)電控制技術(shù)注入了新的活力，機(jī)電控制技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下開始邁向高、精、尖的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，技術(shù)控制核心戰(zhàn)略開始向智能化轉(zhuǎn)變。

2.2 機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在我國現(xiàn)階段，機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r可以概括成為以下幾點(diǎn):第一，機(jī)電控制技術(shù)本身性能優(yōu)越?，F(xiàn)代科技和機(jī)電控制技術(shù)的不斷融合使得機(jī)電控制技術(shù)不斷朝智能化邁入，而智能化也就意味著機(jī)電控制技術(shù)擁有了更高的穩(wěn)定性、精確性和適應(yīng)性;第二，機(jī)電控制技術(shù)適應(yīng)領(lǐng)域愈來愈大。機(jī)電控制技術(shù)憑借自身獨(dú)特的優(yōu)勢“侵入”了諸多社會生產(chǎn)領(lǐng)域，例如:科研項(xiàng)目研究調(diào)查、國防建設(shè)等。

3 機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展展望

3.1 PID 控制進(jìn)一步加強(qiáng)

PID 控制理論由比例控制、積分控制、微分控制三個(gè)控制單元整合而成，現(xiàn)階段PID 技術(shù)在我國機(jī)電控制技術(shù)中的應(yīng)用依然處于較為淺層面的運(yùn)用，系統(tǒng)中顯現(xiàn)的問題PID 控制體系也難以及時(shí)讀取并解決，因此PID 控制是機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展道路上面臨的首要問題。想要提高PID 系統(tǒng)性能，把握整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性尤為關(guān)鍵，而這一點(diǎn)也是提升PID 系統(tǒng)性能的一個(gè)重難點(diǎn)，需要在機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展過程中著重注意。

3.2 自身適應(yīng)能力逐步增強(qiáng)

雖然就目前我國的機(jī)電控制技術(shù)應(yīng)用情況來看，機(jī)電控制技術(shù)運(yùn)用的領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)廣泛，但存在一個(gè)主要問題是技術(shù)系統(tǒng)的整體操作體系較為簡單單一。尤其是在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的現(xiàn)當(dāng)代社會，基本操作系統(tǒng)過于簡單是機(jī)電控制技術(shù)的一大劣勢?，F(xiàn)代社會的生產(chǎn)制造業(yè)無論是從企業(yè)生產(chǎn)管理還是從產(chǎn)品制造工藝上都日趨復(fù)雜，操作基礎(chǔ)簡單的機(jī)電控制技術(shù)如果不再做出新的改變和適應(yīng)，就會逐漸被市場拋棄。因此，在機(jī)電控制技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的過程中，應(yīng)該注意不斷優(yōu)化系統(tǒng)操作體系，使得機(jī)電控制技術(shù)在各個(gè)方面上取得較大的進(jìn)展。

3.3 專家控制與控制技術(shù)相結(jié)合

專家控制與控制技術(shù)相結(jié)合，也就是說在機(jī)電控制技術(shù)以后的發(fā)展過程中可能會將專家人為的專業(yè)控制與機(jī)電類的自動化技術(shù)相結(jié)合，這一融合一方面能夠進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)電控制技術(shù)本身的穩(wěn)定性、精確性和高效性，另一方面由于專家人為控制的介入，可以在不同的情況下為機(jī)電控制系統(tǒng)提供更多的問題解決思路和方式，更好地降低了系統(tǒng)出現(xiàn)問題的可能性，同時(shí)也提高了機(jī)電控制技術(shù)整體的可靠性。

3.4 人類學(xué)習(xí)與機(jī)電控制技術(shù)相結(jié)合

人類學(xué)習(xí)行為與機(jī)電控制技術(shù)兩者的融合在于將人類學(xué)習(xí)注入系統(tǒng)從側(cè)面提高控制技術(shù)的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步提高控制技術(shù)的性能。人類學(xué)習(xí)行為與專家人為進(jìn)行控制技術(shù)控制有“異曲同工之妙”，兩者都能夠在控制技術(shù)細(xì)聽產(chǎn)生不穩(wěn)定時(shí)采取相應(yīng)的控制手段，以保障機(jī)電控制技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定精確。雖然我國現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了將人類學(xué)習(xí)行為和機(jī)電控制技術(shù)有效結(jié)合的試點(diǎn)研究，但是這類技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域依舊較為狹窄。因此，人類學(xué)習(xí)與機(jī)電控制技術(shù)兩方面的融合是未來機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。

3.5 遺傳算法與機(jī)電控制技術(shù)相結(jié)合

隨著未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遺傳算法和機(jī)電控制技術(shù)兩個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合將成為可能同時(shí)也是機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展的一大趨勢。遺產(chǎn)算法的引入會打破機(jī)電控制技術(shù)依賴于數(shù)字模型的傳統(tǒng)，利用類似于生物進(jìn)化過程中自我選擇、遺傳的衍化模式進(jìn)行控制技術(shù)算法革新。遺傳算法在機(jī)電控制技術(shù)的引入一方面能夠有效地解決傳統(tǒng)機(jī)電控制技術(shù)無法解決的問題，另一方面也使得機(jī)電控制技術(shù)整體更為智能化。

以上所述的五點(diǎn)有關(guān)機(jī)電控制技術(shù)展望都是基于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會生產(chǎn)及人類生活的基本需要，這些展望都會在科技不斷發(fā)展的現(xiàn)當(dāng)代成為可能，與機(jī)電控制技術(shù)有效結(jié)合效力社會。

4 結(jié)語

通過本文上述等分析論述可得，我國的機(jī)電控制技術(shù)雖然起步較晚，但是發(fā)展形勢一片大好。機(jī)電控制技術(shù)在機(jī)電一體化、機(jī)電智能化發(fā)展過程的地位舉足輕重，可以說是機(jī)電一體化深化改進(jìn)的核心環(huán)節(jié)，因此，對機(jī)電控制技術(shù)的不斷改進(jìn)、創(chuàng)新和提高是促進(jìn)機(jī)電一體化的關(guān)鍵步驟。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷強(qiáng)大，我國的機(jī)電控制技術(shù)將逐步向智能化、集成化邁進(jìn)，機(jī)電控制技術(shù)各方面的性能也將更加優(yōu)越。

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