機械電子工程中控制工程的實際應(yīng)用

陳 晨

（華通譽球通信股份有限公司，哈爾濱 150080）

1 控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

（1）機械加工過程控制中的應(yīng)用。隨著機械加工流程呈現(xiàn)出復(fù)雜化、多元化發(fā)展態(tài)勢。對此，傳統(tǒng)的機械加過過程控制方法已經(jīng)無法滿足實際需求。而模糊控制理論的提出與技術(shù)的實踐，以“算法靈活性”、“復(fù)雜問題簡單化”、“編程易操作”等特點，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的弊端得以改善。同時模糊控制通過測量值與變化率的設(shè)定與輸入使系統(tǒng)實現(xiàn)了優(yōu)化控制。

（2）高速液壓機控制中的應(yīng)用。液壓機作為工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的機械設(shè)備，實現(xiàn)高速度、高壓力化發(fā)展已成為液壓機創(chuàng)新生產(chǎn)的必然趨勢。而壓力與速度的提升，對系統(tǒng)控制范圍與精度產(chǎn)生了一定的影響。對此，為滿足機械設(shè)備實踐需求，降低設(shè)備系統(tǒng)的消極影響，可采用預(yù)測控制原理，在數(shù)據(jù)整合分析的基礎(chǔ)上建立預(yù)測模型，預(yù)測計算液壓機操控系統(tǒng)的誤差變化率，并在此基礎(chǔ)上進行控制器輸入與輸出值的確立，降低外界因素對系統(tǒng)的影響。

（3）數(shù)控機床控制中的應(yīng)用。在機械電子工程中，數(shù)控機床是控制工程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用的典型代表。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是基于生物仿生研究基礎(chǔ)上形成并發(fā)展的。網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元通過彼此之間的相互連接，形成相對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅能過對數(shù)據(jù)信息進行大規(guī)模處理，也能過具備如人腦自我組織與學(xué)習(xí)能力，提升了控制系統(tǒng)的自動化水平。而數(shù)控機床作為機械生產(chǎn)中不可或缺的自動化設(shè)備，其各種功能的實現(xiàn)，如機械元器件切削，則是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，通過系統(tǒng)識別、參數(shù)處理下得以高效率、高質(zhì)量、高精準(zhǔn)實踐操作的。

（4）集成自動控制。集成自動控制技術(shù)是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，在機械電子工程中應(yīng)用集成控制技術(shù)能對生產(chǎn)過程中的多臺機械電子設(shè)備進行統(tǒng)一管理與控制，充分發(fā)揮各種設(shè)備的優(yōu)勢，使各種設(shè)備能夠協(xié)同合作，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。集成自動控制技術(shù)可有效整合各種設(shè)備的運行情況和生產(chǎn)信息，進而采用最有效的控制方式，實現(xiàn)多臺設(shè)備的集成控制。現(xiàn)如今，隨著科技的不斷發(fā)展，集成自動控制系統(tǒng)也得到了優(yōu)化和改進，科研人員在原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又研發(fā)出了具有柔性自動控制的集成控制系統(tǒng)。將新型集成控制系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控機床及相關(guān)機械電子設(shè)備中，能夠更加科學(xué)、高效地完成相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造。

（5）智能自動控制系統(tǒng)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)。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遠的高于人工的生產(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。

（6）魯棒性的運用。魯棒性是指設(shè)備在受到外界干擾的情況下，控制系統(tǒng)仍能保持原有的性能，進而對設(shè)備進行有效控制的特性，這種特性對于實現(xiàn)機械電子工程智能控制來說具有非常重要的意義。所以在機械電子工程智能控制功能的研究過程中，相關(guān)人員必須要重視魯棒性的價值。對于柔性臂軌跡制造來說，常常用到滑膜結(jié)構(gòu)進行控制，之后又在此基礎(chǔ)上研制出慢變控制器，最終基于Hx的控制理論，開發(fā)出魯棒控制器，并對于系統(tǒng)控制器進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。正因為如此，相關(guān)人員在進行對操作軌跡的模擬研究環(huán)節(jié)進行補償控制計算時，應(yīng)當(dāng)采用補償控制算法，確?；そY(jié)構(gòu)能同Hx控制理論進行組合性控制，確?？刂葡到y(tǒng)在目標(biāo)軌跡運行過程中進行控制的精度。

（7）模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用。在機械工程的整個系統(tǒng)里，加工流程是相當(dāng)復(fù)雜的，如果在機械工程的加工過程中運用傳統(tǒng)的控制方法，去建立一個模型，那是一個相當(dāng)難以完成的工作，問題就會直接暴露在自動化的控制系統(tǒng)上。但模糊工程可以將系統(tǒng)的程序編制簡單化，能很好的解決上述產(chǎn)生的問題，不會對機械電子工程的內(nèi)部運行的數(shù)據(jù)進行深入的干擾，只是在運行的過程中，簡單的保證數(shù)據(jù)的輸入量，保持數(shù)據(jù)在要求的范圍內(nèi)。

（8）專家控制的應(yīng)用。在普通螺紋磨床的生產(chǎn)過程中要保證工件在消磨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，會有誤差會，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)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。專家控制系統(tǒng)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設(shè)計相適應(yīng)的控制規(guī)劃，減小螺距的誤差。

2 控制工程在電子工程中應(yīng)用的未來展望

首先，控制工程技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新，同時也促進了機電工程技術(shù)的發(fā)展。因此，控制工程和電子機械技術(shù)將被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域和更多的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中。其次，隨著科學(xué)發(fā)展觀的發(fā)展，未來的主題是可持續(xù)發(fā)展，在控制工程與電子技術(shù)發(fā)展過程中要注重環(huán)境的保護與能源的節(jié)約，要注重可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)環(huán)境友好型社會在未來科技發(fā)展過程中很重要，新技術(shù)的研究是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

3 結(jié)束語

目前，機械電子工程的首要任務(wù)是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更加熟練。機械電子工程中的控制工程應(yīng)用存在很多問題。因此，有必要加大對高新技術(shù)的投入，加大技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，加大資金投入，促進機械工程的快速發(fā)展，充分利用發(fā)達的高科技網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)促進發(fā)展機械和電子工程。

[1] 孫毅.智能控制工程研究的進展[J].無線互聯(lián)科技，2013.

[2] 蔡自興，陳海燕，魏世勇.智能控制工程研究的進展[J].控制工程，2003.

[3] 傅思杰。探析機械電子工程行業(yè)現(xiàn)狀分析及未來發(fā)展趨勢[J].企業(yè)導(dǎo)報，2016（06）.

[4] 牧尚能.淺談機械設(shè)備安裝工程施工中的質(zhì)量控制[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017，（17）.

[5] 康準(zhǔn).機械設(shè)備安裝工程施工中的質(zhì)量控制[J].裝飾裝修天地，2016.