探討在電子工程中控制工程的應(yīng)用價(jià)值

郭金艷

摘要：改革開放之后，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科技快速發(fā)展，綜合國力顯著提升，為迎合時(shí)代的發(fā)展，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制變遷需求，企業(yè)需要進(jìn)行技術(shù)改革，研究新技術(shù)，分析新理論，提高技術(shù)水平與能力。調(diào)查研究顯示，控制工程為機(jī)械電子工程的發(fā)展創(chuàng)造了條件，同時(shí)，機(jī)械電子工程的快速發(fā)展也為控制工程的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，因此，研究控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，提出一點(diǎn)建議與思考十分必要。

關(guān)鍵詞：電子工程;控制工程;應(yīng)用價(jià)值

1.控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

1.1機(jī)械磨削精度

控制工程的顯著特色就是更加精密，是與傳統(tǒng)人為控制相比最為顯著的優(yōu)勢，因而，在機(jī)械電子工程技術(shù)應(yīng)用過程中，控制工程發(fā)揮了重要的作用。因此，控制工程在電子機(jī)械工程中發(fā)揮了重要的作用。其次，利用智能技術(shù)與動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，可以嚴(yán)格控制磨削精度，確保電子機(jī)械工程質(zhì)量，發(fā)揮控制工程的重要作用。最后，控制工程技術(shù)在機(jī)械磨削精度控制中的原理主要是對誤差進(jìn)行分析，根據(jù)誤差對相關(guān)數(shù)據(jù)與類型進(jìn)行了解，有效控制調(diào)控方法，設(shè)定合理的規(guī)則，提升整個(gè)機(jī)械制造過程的有效性。

1.2基于專家控制的機(jī)械電子工程

實(shí)施機(jī)械電子工程中的磨削生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，為了滿足其精度控制要求，應(yīng)考慮控制工程支持下的專家控制方式使用。在此期間，基于專家控制的機(jī)械電子工程中磨削精度控制，將會(huì)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程中環(huán)境溫度、變形問題、磨削力等不同因素的科學(xué)應(yīng)對，使得機(jī)械磨削精度得以不斷提高，保持其良好的控制效果。同時(shí)，機(jī)械電子工程中若加強(qiáng)專家控制系統(tǒng)的構(gòu)建與使用，將會(huì)使其磨削加工中的誤差控制的有效的范圍內(nèi)，給予機(jī)械電子產(chǎn)品質(zhì)量提高必要的支持。長此以往，有利于加快我國機(jī)械電子工程發(fā)展速度，促使其磨削加工精度控制水平不斷提升，保持產(chǎn)品良好的加工質(zhì)量，降低加工問題發(fā)生率的同時(shí)優(yōu)化機(jī)械磨削加工控制方式。

1.3柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制中的應(yīng)用

柔性機(jī)械臂制造是機(jī)械制造行業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程中自動(dòng)化控制的典型代表。由于柔性機(jī)械臂作為分布式參數(shù)系統(tǒng)，其耦合性較強(qiáng)對控制系統(tǒng)的要求較高。對此可采用“滑模變結(jié)構(gòu)控制方法”進(jìn)行“慢變控制器”的研發(fā)設(shè)計(jì)，采用“Hoo控制理論”進(jìn)行“魯棒控制器”的研發(fā)設(shè)計(jì)，并將其應(yīng)用于“快變控制器”中，在慢變控制器與快變控制器有機(jī)結(jié)合下，實(shí)現(xiàn)對柔性機(jī)械臂不確定性問題的有效控制。并采用補(bǔ)償控制算法對軌跡跟蹤進(jìn)行補(bǔ)償控制，從而實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制的高精準(zhǔn)性。

1.4模糊控制系統(tǒng)工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

行內(nèi)人都知道，加工流程在機(jī)械工程的整個(gè)系統(tǒng)里是相當(dāng)復(fù)雜的，如果運(yùn)用傳統(tǒng)的控制方法在機(jī)械工程的加工過程中去建立一個(gè)模型那是一個(gè)相當(dāng)難以完成的工作，換句話來說，也就是這些問題就會(huì)直接暴露在自動(dòng)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(huì)對機(jī)械電子工程的內(nèi)部運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的研究，只是簡單的保證數(shù)據(jù)的輸入量在運(yùn)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(jī)械電子工程中的運(yùn)用也是必不可少的。

2.電子工程中控制工程的應(yīng)用價(jià)值

2.1專家控制

專家控制系統(tǒng)在電子工程中的應(yīng)用價(jià)值主要是對磨削過程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)智能補(bǔ)償控制。在螺距生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)螺距生產(chǎn)的高質(zhì)量與高效率，精密絲杠磨削必須要確保螺距生產(chǎn)的精度較高，而達(dá)到這一目的前提條件是工件在消磨過程中縱向和軸向運(yùn)動(dòng)必須同步。在普通螺紋磨床生產(chǎn)中，工件消磨縱向和軸向運(yùn)動(dòng)是否能夠同步不僅受工件磨削所處的生產(chǎn)環(huán)境溫度、熱變形、磨削力的影響，還受機(jī)械傳動(dòng)的影響，因?yàn)榭v向和軸向運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)途徑是機(jī)械傳動(dòng)，由機(jī)械傳動(dòng)對工件精度控制帶來的誤差更是不容忽視。專家控制系統(tǒng)的主要目的是控制磨削過程的磨削量，并在磨削達(dá)到一定程度是就進(jìn)行補(bǔ)償，從而有效減少螺距的誤差。專家控制系統(tǒng)將磨削加工過程中的誤差特征作為參量，綜合考慮多種因素，根據(jù)工程的具體情況設(shè)定一套與之匹配的控制規(guī)則，以滿足工程要求。

2.2預(yù)測控制

預(yù)測控制在電子工程中的價(jià)值是解決液壓機(jī)系統(tǒng)超調(diào)變大、精度下降的問題。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓機(jī)技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出一種高壓、高速化的發(fā)展趨勢，極大地提高了液壓機(jī)的工作效率與工作質(zhì)量，但是隨之帶來的是液壓機(jī)的負(fù)載慣性不斷增大，直接導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)變大、精度下降，給工程造成負(fù)面影響。預(yù)測控制達(dá)到控制目的有如下三個(gè)步驟：首先，要建立預(yù)測模型，其依據(jù)是系統(tǒng)輸入的歷史數(shù)據(jù)，包括采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)與之前的數(shù)據(jù);然后需要預(yù)測模型生成預(yù)測輸出值，并進(jìn)行預(yù)測計(jì)算，計(jì)算的是系統(tǒng)誤差發(fā)生的變化率;最后得出預(yù)測計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)一步確定控制器輸出，從而達(dá)到提前對液壓機(jī)系統(tǒng)控制的目的。實(shí)踐證明，預(yù)測控制可以有效解決液壓機(jī)負(fù)載慣性增大帶來的不良后果，不管是在外界因素影響還是在數(shù)據(jù)比較少的情況下均可使用，并可以獲得較好的預(yù)測效果。

2.3魯棒控制

魯棒控制的價(jià)值是實(shí)現(xiàn)對柔性機(jī)械臂進(jìn)行控制，使其能夠更加準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)軌跡。魯棒性指的是控制系統(tǒng)即使在多種因素干擾的情況下，其部分性能或指標(biāo)仍可以保持不變，這一特性成為控制系統(tǒng)能否用于工業(yè)現(xiàn)場的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。柔性機(jī)械臂是強(qiáng)耦合、非線性的多輸入輸出的分布參數(shù)系統(tǒng)，具有大幅度整體運(yùn)動(dòng)與小幅度性振動(dòng)相互融合的特征，因此，再加上其他因素的影響，柔性機(jī)械臂的控制難度較大?；诩僭O(shè)模態(tài)法和奇異攝動(dòng)理論將整個(gè)系統(tǒng)拆分為慢變以及快變子系統(tǒng)，魯棒控制用于快變子系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器，從而消除振動(dòng)和其他不確定因素帶來的影響。

2.4模糊控制

模糊控制可以建立精確的數(shù)學(xué)模型，使輸出值更加準(zhǔn)確，其控制效果十分明顯。由于許多機(jī)械的加工過程比較復(fù)雜，使用一般的控制方法很難滿足機(jī)械加工的要求，而使用自動(dòng)控制的方法依然未能達(dá)到控制的最佳效果。模糊控制可以將機(jī)械加工的一些復(fù)雜問題簡化，靈活使用構(gòu)造算法，讓控制編程更加簡單。利用模糊控制方法只需要將測量值、設(shè)定的偏差和偏差變化率直接輸入，就可以得到較為準(zhǔn)確的控制輸出值。

3.結(jié)束語

我國科技發(fā)展迅速，控制工程技術(shù)作為一種應(yīng)用技術(shù)，在工業(yè)發(fā)展過程中起到了關(guān)鍵性作用，為工業(yè)的快速發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，具有廣闊的發(fā)展前景，由此可見，研究控制工程，分析控制工程在電子工程中應(yīng)用的前景，進(jìn)一步研究新技術(shù)，堅(jiān)持走好每一步，是控制工程以及電子工程發(fā)展的關(guān)鍵，從而實(shí)現(xiàn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。