淺談控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

肖杰

（梧州粵海江河水務(wù)有限公司 廣西梧州 543000）

伴隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國綜合國力的顯著提高，社會各個領(lǐng)域都有了快速的發(fā)展，這也帶動了經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展。而就機械電子工程這個領(lǐng)域來講，高度自動化的控制工程的運用，能夠更好的促進機械電子工程的發(fā)展，使其朝著自動化、智能化的方向發(fā)展。因此靈活的將自動化控制工程運用在機械電子工程里就具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 控制工程技術(shù)與機械電子工程概述

控制工程主要有兩大理論基礎(chǔ)做支持，其一就是工程控制理論，還有一個是計算機運用理論，是以工程控制為中心，結(jié)合相關(guān)信息和計算機運用理論。但凡是工程技術(shù)或多或少的都會涉及到工程理論，因此工程理論就不在此過多贅述。至于計算機運用理論，其實這是時代發(fā)展的必然結(jié)果，在控制工程中融入計算機理論的運用，是隨著信息化時代到來所能夠預(yù)料到的情況，是適應(yīng)時代發(fā)展的產(chǎn)物。它的運作理論是以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為載體，通過計算機程序使控制工程技術(shù)達到自動化，并解決自動化給日常生活帶來的各種問題。為了緊跟時代進步的步伐，再加上控制工程的強大功能和優(yōu)勢，在機械電子工程里得到了大規(guī)模的運用，受到了廣泛的關(guān)注。機械電子工程所制造出來的產(chǎn)品在我們的日常生活中隨處可見，因此對于當(dāng)下的我們并不算陌生。機械電子工程的學(xué)科與其他的電子工程學(xué)科來比的話并沒有很明顯特殊性，同樣采取模塊化的運作方式，只不過它的結(jié)構(gòu)更為簡單而已，這就使得它的體積更為偏小，并且基本性能更為優(yōu)化。但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，機械電子工程所面臨的問題變得多種多樣，也越來越復(fù)雜，因此就導(dǎo)致了控制工程技術(shù)與機械電子工程融合的迫切性，利用控制工程的優(yōu)勢去最大程度優(yōu)化機械電子工程也成為了有關(guān)產(chǎn)業(yè)需要應(yīng)對的問題[1]。

2 控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

2.1 智能自動控制系統(tǒng)在機械電子工程中的應(yīng)用

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與人工智能相結(jié)合就簡稱智能控制系統(tǒng)。換句話來講就是讓機械電子工程在工作時像人腦一樣高智能工作，使機器設(shè)備變得高智能人性化。在這種高智能系統(tǒng)的控制模式下，智能系統(tǒng)能夠自主的收集和分析資料，模擬著人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進行著機械化的規(guī)?；纳a(chǎn)，這樣的工作效率將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于人工的生產(chǎn)模式，而且相較于人工生產(chǎn)的各種不確定性，智能生產(chǎn)模式可以更好的把控流程，產(chǎn)品的質(zhì)量也會均衡，不會再出現(xiàn)良莠不齊的情況，不僅節(jié)約了人力物力資源，還大大提高了生產(chǎn)效率，增加了企業(yè)的收益[2]。

2.2 魯棒控制系統(tǒng)的應(yīng)用

魯棒性是在控制系統(tǒng)中起到穩(wěn)定的作用，它可以有效的保持系統(tǒng)的某一個方面在外界嘈雜的環(huán)境下保持不變，也因為它的這個特性，使其在控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。例如它就被應(yīng)用到了柔性手臂軌跡的制造當(dāng)中，柔性臂軌跡的制造一般會采用滑膜變化的結(jié)構(gòu)控制的制造方法，并同時采用這種方法研究制造慢變控制器，緊接著利用控制器的魯棒性的特點，進一步調(diào)整控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進行模擬研究操作軌跡，進行補償控制計算，最終確?？刂葡到y(tǒng)能夠?qū)δ繕?biāo)軌跡進行非常精準(zhǔn)的控制[3]。

圖1 魯棒控制系統(tǒng)

2.3 模糊控制系統(tǒng)工程在機械電子工程中的應(yīng)用

行內(nèi)人都知道，加工流程在機械工程的整個系統(tǒng)里是相當(dāng)復(fù)雜的，如果運用傳統(tǒng)的控制方法在機械工程的加工過程中去建立一個模型那是一個相當(dāng)難以完成的工作，換句話來說，也就是這些問題就會直接暴露在自動化的控制系統(tǒng)上。但是經(jīng)過相關(guān)專家的不懈努力，經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)模糊工程就能很好的解決上述產(chǎn)生的問題，可以將系統(tǒng)的程序編制簡單化，不會對機械電子工程的內(nèi)部運行的數(shù)據(jù)進行深入的研究，只是簡單的保證數(shù)據(jù)的輸入量在運行的過程中，保持在要求的范圍內(nèi)即可。由此可見，模糊控制工程在機械電子工程中的運用也是必不可少的[4]。

2.4 集成自動控制在機械電子工程中的應(yīng)用

我國機械電子自動化工程中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)就是集成自動控制系統(tǒng)，它是一個使系統(tǒng)在保留原有信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷的進行自我修改，使機械自動化工程更加完善的一個控制系統(tǒng)。在機械電子工程運行的過程中，集成化的自動控制系統(tǒng)可以將機械電子工程內(nèi)部原有的信息和運行過程中相關(guān)的信息融合起來，使機械工程的生產(chǎn)和發(fā)展的領(lǐng)域得到了擴寬。

機械控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是計算機技術(shù)，而計算機技術(shù)在當(dāng)今時代被應(yīng)用到生活生產(chǎn)工作的各個方面，也因此自動控制系統(tǒng)得到很多工程制造的關(guān)注和認(rèn)可，已經(jīng)被深入運用到各個領(lǐng)域。同時集成自動控制系統(tǒng)也因為計算機系統(tǒng)的不斷跟新完善，而得到完善和提高。

2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用

現(xiàn)代的機械工業(yè)中必不可少的自動化設(shè)備要數(shù)數(shù)控機床。但是數(shù)控機床的自身適應(yīng)能力太低，缺乏良好的識別和處理在切削過程中出現(xiàn)的不可預(yù)知的問題的能力。而在傳統(tǒng)情況下，為了解決這種問題，通常會選用保守的切削參數(shù)，但這同時限制了機床的加工能力和工作效率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)運而生，它由很多很簡單的神經(jīng)元連接而成，是仿生學(xué)思想在控制領(lǐng)域的最新應(yīng)用，通過簡單神經(jīng)元的鏈接組成高度動力系統(tǒng)，去表述復(fù)雜的物理系統(tǒng)。同時還具備人類大腦自我學(xué)習(xí)、適應(yīng)的能力，在機械電子工程自動控制領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

2.6 專家控制在機械磨削精度控制中的應(yīng)用

在普通螺紋磨床的生產(chǎn)過程中，為了達到高精度的螺距生產(chǎn)要求，必須要保證工件在消磨的過程中軸向和縱向的運動必須同步，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式一般是靠機械傳動去實現(xiàn)，誤差會很大，而且生產(chǎn)過程中的環(huán)境溫度、磨削力都會對磨削的精度產(chǎn)生影響，而專家精度控制系統(tǒng)就很好的解決了這個問題。專家控制系統(tǒng)通俗點來講就是補償機械工程在磨削的過程中產(chǎn)生的誤差，實現(xiàn)對磨削工程的動態(tài)智能補償。它的工作原理就是在加工的過程中，綜合考慮進來各種特征的誤差，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計相適應(yīng)的控制規(guī)劃，以最終能夠是螺距的誤差不斷地減小。

3 結(jié)束語

隨著當(dāng)今時代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械電子工程越來越離不開工程控制技術(shù)的參與?？刂乒こ虨闄C械電子工程的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保證，它的不斷應(yīng)用，使機械電子工程變得越來越智能化、自動化。因此，運用合理的高科技技術(shù)，使控制工程與機械電子工程融合的更加熟練、自然，已經(jīng)成了機械電子工程當(dāng)下的首要任務(wù)。但是發(fā)展不是一蹴而就的，控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用讓就存在著眾多的問題。未來的時代，高科技技術(shù)只會越來越強，緊跟時代的步伐，加大技術(shù)研究型人才的培養(yǎng)，加大人力物力的財力的投入，拓寬機械電子工程的研究領(lǐng)域，推動機械工程的高速發(fā)展，充分利用發(fā)達的高科技網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，相信控制系統(tǒng)在機械電子工程運用中出現(xiàn)的問題終將被解決。

[1]韓斌.機械電子工程與人工智能的關(guān)系分析[J].數(shù)學(xué)技術(shù)與應(yīng)用，2013（6）：254.

[2]王建峰.對機械電子工程的探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（26）：254.

[3]李連合，劉海亮.GMM在機械電子工程中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，08：88～89.

[4]崔連華，敖東，張明樂.機械電子工程與人工智能思考[J].信息化建設(shè)，2015，09，353.