淺析控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

徐同鵬

摘要：控制工程是現(xiàn)代化高科技的產(chǎn)物，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，機(jī)械電子工程的運用逐漸在各個行業(yè)得到了重視，而控制工程系統(tǒng)更是被廣泛運用于機(jī)械電子工程中，有效地提高了機(jī)械電子工程的操作效率，而且控制工程中控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定關(guān)系著整個機(jī)械電子工程的運行。因此，下文針對控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：控制工程；機(jī)械電子工程；應(yīng)用

引言：

控制工程隨著時代的發(fā)展，在機(jī)械電子工程中得到了有效的應(yīng)用，它的精髓在于將控制工程的手段與機(jī)械電子工程技術(shù)相結(jié)合，使機(jī)械電子工程向著專業(yè)化、科學(xué)化、智能化的方向發(fā)展，因此，控制工程適當(dāng)前機(jī)械電子工程行業(yè)研究的重點。文章首先是對控制工程與機(jī)械電子工程的概念進(jìn)行了分析，然后對控制工程技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用問題進(jìn)行了研究，從而提高機(jī)械電子工程的質(zhì)量與水平，促進(jìn)我國機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展。

1控制工程與機(jī)械電子工程的概念

1.1控制工程的概念

控制工程是指將工程與計算機(jī)理論等相關(guān)基礎(chǔ)理論作為理論基礎(chǔ)，利用其中的各項自動化技術(shù)解決控制工程問題的一種技術(shù)，重點是對輸入與輸出、非線性設(shè)計問題和參數(shù)問題的研究，并且在其他工程中也在應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，控制工程還融合了多重技術(shù)，控制工程的目的主要是適用于現(xiàn)代發(fā)展技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)等?，F(xiàn)在的控制工程已經(jīng)與其他技術(shù)相融合，并且應(yīng)用范圍與應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，在機(jī)械電子工程中也開始得到廣泛的應(yīng)用。

1.2機(jī)械電子工程的概念

機(jī)械電子工程的起源來自機(jī)械工程，最早的機(jī)械工程是以手工制作為主，生產(chǎn)能力比較弱，后來隨著國家的發(fā)展，機(jī)械工程得到了提升。而機(jī)械電子工程既有機(jī)械專業(yè)的特點，又有電子信息的特征，倘若從設(shè)計層面對其進(jìn)行定義，機(jī)械電子工程融合了眾多領(lǐng)域和學(xué)科知識，在設(shè)計和系統(tǒng)操作過程中主要利用模塊化的方式。機(jī)械電子工程相比機(jī)械工程來說，具有性能高、結(jié)構(gòu)簡單且體積小的特點，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，對機(jī)械電子工程也要不斷探究，從而更好地推動機(jī)械電子工程的發(fā)展。

2控制工程在機(jī)械電子工程中的實際應(yīng)用

2.1智能化控制技術(shù)的應(yīng)用

發(fā)展至今，在控制工程中最引人矚目的便是智能控制系統(tǒng)。它最大的優(yōu)勢在于能夠?qū)C(jī)械電子工程中某一個步驟實施人工智能化控制，它是通過糅合人工智能技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，將其運用在機(jī)械電子工程中，使用人工智能的方式模擬和控制某一操作流程，為各種機(jī)械機(jī)器人設(shè)定相關(guān)運行程序使其可以像人類一樣完成生產(chǎn)操作等工作。原因在于，智能化控制系統(tǒng)具有與人類大腦相似的大腦思維方式，通過收發(fā)自主信息，使其控制的機(jī)器人像人一樣進(jìn)行自動化操作，使機(jī)械生產(chǎn)效率與人工效率相結(jié)合，節(jié)約了大量的工程成本與人力、物力資源，從而全面提高機(jī)械電子工程的效率，使其取得了良好的經(jīng)濟(jì)已效益。另外，對于應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)方式的企業(yè)來說，樹立良好的成本控制思維，有利于企業(yè)未來的發(fā)展與進(jìn)步。

2.2魯棒控制技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械電子工程中魯棒控制也經(jīng)常被應(yīng)用，相比其他的控制技術(shù)，魯棒控制在面對外界因素的干擾時，始終能夠保持某一方面的性能。因此，魯棒控制在控制方面具有穩(wěn)定性，在工業(yè)控制領(lǐng)域方面奠定了堅實額基礎(chǔ)，將其應(yīng)用在機(jī)械電子工程中，可以提高機(jī)械電子工程工藝的質(zhì)量和水平。比如，在柔性臂軌跡制造中，我們通常應(yīng)用的是滑膜變結(jié)構(gòu)的控制方法來進(jìn)行工藝制造的控制，并且研究出慢變控制器。而我們有效的應(yīng)用魯棒控制就可以應(yīng)用先進(jìn)的理論研究出魯棒控制器，并且使其發(fā)揮出應(yīng)有的作用，對于整個系統(tǒng)的控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)。因此，通過應(yīng)用補償控制算法，可以對操作軌跡模擬研究工作進(jìn)行有效的補償控制計算，最終保障柔性臂軌跡制造中的滑膜變結(jié)構(gòu)。

2.3預(yù)測控制技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械電子工程中，預(yù)測控制技術(shù)在高速液壓中的應(yīng)用取得了很好的成績，同時，高壓和高速化是當(dāng)前液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，所以提高預(yù)測控制技術(shù)在高速液壓機(jī)中的應(yīng)用十分重要。預(yù)測控制技術(shù)的基本原理是在出現(xiàn)問題前對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集且建立預(yù)測模型，根據(jù)輸出的預(yù)測模型對誤差進(jìn)行計算，達(dá)到提前控制的能力。以高速液壓機(jī)為例，將控制工程中的預(yù)測控制技術(shù)運用在高速液壓機(jī)中，能夠有效推動液壓機(jī)技術(shù)實現(xiàn)新的突破與發(fā)展。為有效滿足社會發(fā)展需要，高速液壓機(jī)的壓力和速度均實現(xiàn)了不同程度的提升。因此，其也面臨著更大的負(fù)載慣性，極有可能出現(xiàn)加大系統(tǒng)超調(diào)的情況，從而影響高速液壓機(jī)的測量精度。通過準(zhǔn)確地預(yù)測計算提前確定控制器的輸出，從而有效控制高速液壓機(jī)的應(yīng)用模式。

2.4模糊控制技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械工程的操作工作是一個非常復(fù)雜的過程，具有許多細(xì)節(jié)和要點，如果采用傳統(tǒng)的控制方法，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型，就算建立起數(shù)學(xué)模型，對數(shù)學(xué)模型的操作也是非常困難的，且自動控制效果不理想。因此，為了有效提升工作效率且緩解工作人員沉重的工作量，可以將控制工程中的模糊控制應(yīng)用到其中，從而實現(xiàn)自動化控制。模糊控制技術(shù)可以使復(fù)雜的工藝流程變得直觀化，而且具有算法簡單靈活的特性，能夠有效的簡化程序的編制工作。另外，在機(jī)械加工中進(jìn)行模糊控制時，無需開展精確化的數(shù)據(jù)研究，可以直接將測量值及設(shè)定好的偏差等輸入進(jìn)去，有效的獲得了最優(yōu)控制輸出值。因此，模糊控制在特定的功能區(qū)進(jìn)行，使其在機(jī)械電子工程中具有良好的運用價值。

2.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是在生物學(xué)基礎(chǔ)上形成的，它將多個有效且簡單的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元連接成一個完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而對大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效處理。因為，之前的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的特點比較簡單，將其進(jìn)行有效的融合，致使其成為具有復(fù)雜處理能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，并且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)還有一個與人類相似的學(xué)習(xí)能力，從而使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)向多功能、智能化的方向發(fā)展。比如，在數(shù)控機(jī)床中，通過運用類似于人腦結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對各操作技術(shù)進(jìn)行自我組織以及適應(yīng)，從而有效控制數(shù)控機(jī)床的切削等機(jī)械操作。因此，有效的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以有效改變數(shù)控機(jī)床切割中不確定的點，進(jìn)而大規(guī)模的提升數(shù)控機(jī)床的加工效率，使機(jī)械電子工程行業(yè)的安全性得到提升。

2.6集成自動控制技術(shù)的應(yīng)用

目前，集成自動控制系統(tǒng)是我國機(jī)械電子工程中經(jīng)常使用的一種控制系統(tǒng)。它在原有的信息機(jī)術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，從而提升了機(jī)械電子工程系統(tǒng)的完善程度。通過在機(jī)械生產(chǎn)加工過程中使用集成自動控制系統(tǒng)，能有效整合與機(jī)械生產(chǎn)相關(guān)的各種信息，從而加強(qiáng)了機(jī)械電子工程中的集中工程，并且可以通過融合信息技術(shù)，配合相應(yīng)的機(jī)械電子生產(chǎn)技術(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)化和自動化的方式精準(zhǔn)的完成機(jī)械加工。比如，隨著科學(xué)技術(shù)的提升而出現(xiàn)的柔性自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以將信息技術(shù)、現(xiàn)代化機(jī)械電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行整合，從而實現(xiàn)自動化和智能化的生產(chǎn)與控制。

結(jié)束語

總而言之，隨著科技的發(fā)展，機(jī)械電子技術(shù)將會向信息化、智能化的方向發(fā)展，因此，工作人員只有將控制工程與機(jī)械電子技術(shù)充分融合，才能跟上時代進(jìn)步的步伐，同時利用控制系統(tǒng)將機(jī)械電子工程設(shè)計好，使機(jī)械電子工程具有準(zhǔn)確性和安全性，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會價值，從而促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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