控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用探究

趙紅衛(wèi)

【摘 要】隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，機械電子工程發(fā)展也呈現(xiàn)出智能化的方向，在電子機械工程中，控制工程愈加重要，現(xiàn)在已經(jīng)成為了人們非常關(guān)注的課題，把控制工程技術(shù)和計算機機械電子工程技術(shù)結(jié)合在一起，能夠很好的推動機械工程行業(yè)更好的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】控制工程;電子機械工程;應(yīng)用要點

中圖分類號：TP273文獻標(biāo)識碼：A

引言

在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展下，使得機械電子工程技術(shù)得到進一步完善和優(yōu)化，其技術(shù)需求量也愈發(fā)增加，逐漸呈現(xiàn)出多元化和智能化的發(fā)展特征，這就為控制工程的應(yīng)用提供十分廣闊的發(fā)展空間。而在越來越多的人密切關(guān)注機械電子工程時，相關(guān)研究人員要加大對機械控制技術(shù)和電子技術(shù)的研究，尋求控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用方法。在這樣的環(huán)境背景下，探究控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用分析具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1機械電子工程的特征分析

機械電子工程同時具備機械專業(yè)特征和電子信息特征，站在設(shè)計角度上剖析機械電子工程的定義，則機械電子工程中包含著多個領(lǐng)域、多個學(xué)科知識，實際設(shè)計中或是系統(tǒng)運行操作中，都必須通過模塊化方式進行操作控制。相比于傳統(tǒng)機械工程而言，現(xiàn)代化機械電子工程具有極高的使用性能，整體構(gòu)造較為簡單，運用先進技術(shù)進行微控制，整體體積較小，便于應(yīng)用在各個領(lǐng)域中。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，由于更多先進技術(shù)和先進設(shè)計理念的融入，在提高機械電子工程使用性能的同時，也讓機械電子工程系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜，這對控制系統(tǒng)的構(gòu)建提出了更高的要求。控制工程主要依托于工程和計算技術(shù)等理論基礎(chǔ)，通過自動化技術(shù)來控制工程的技術(shù)手段，以輸入輸出為研究重點，進一步分析和解決非線性設(shè)計問題與參數(shù)問題。由于控制工程的優(yōu)越性，為了控制較為復(fù)雜的機械電子工程系統(tǒng)，更多研究人員將控制工程引入到機械電子工程中，解決機械電子工程建設(shè)中的復(fù)雜問題，用各種科學(xué)技術(shù)將其同控制工程緊密聯(lián)系，獲得較大的應(yīng)用效益，推動機械電子工程的發(fā)展。

2控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

2.1高速液壓機

在施工的時候，器械的運轉(zhuǎn)速度非常快，在高壓高速的情況下，會給施工機械和工程造成一定影響，不但會給機械工作的質(zhì)量和效率造成影響，還會導(dǎo)致機械設(shè)備磨損的出現(xiàn)，為了解決這些問題，需要將控制技術(shù)合理的運用進去，通過預(yù)測控制系統(tǒng)來進行問題的解決。由此可見，機械電子工程中，控制工程所具備的作用是非常重要的?；驹敢馐?，實際生產(chǎn)的時候，需要對歷史數(shù)據(jù)進行合理的利用，進行合理模型的構(gòu)建，通過模型來預(yù)測。在這個基礎(chǔ)上進一步的進行誤差結(jié)果的控制，切實提高控制的實際效果，保證控制本身的準(zhǔn)確度和精確性，從而對生產(chǎn)精度的控制進行優(yōu)化。

2.2機械磨削的精度

對于控制工程而言，其最顯著的便是精密度比較高，這也是和傳統(tǒng)人為控制相比其最明顯的優(yōu)勢。所以，在應(yīng)用機械電子工程技術(shù)的時候，控制工程的作用是非常重要的?？刂乒こ瘫旧淼木缺惚容^高，所以，其優(yōu)勢也比較明顯，其能夠切實提高機械磨削的實際精度。首先，在進行工業(yè)生產(chǎn)的時候，將機械電子技術(shù)運用進去，可以生產(chǎn)出精密度比較高的儀器和零件，在生產(chǎn)的時候，機械磨削程度也會給產(chǎn)品產(chǎn)量造成較大的影響，所以，在電子機械工程中，控制工程的作用是比較重要的。其次，通過智能技術(shù)和動態(tài)控制技術(shù)的使用，能夠?qū)δハ鞯木冗M行比較嚴(yán)格的控制，從而保證電子機械工程的實際質(zhì)量，將控制工程所具備的作用真正的發(fā)揮出來。最后，控制工程技術(shù)在對機械磨削精度進行控制的時候，主要是進行誤差的分析，通過誤差來了解相關(guān)的數(shù)據(jù)和類型，對調(diào)控的方法進行比較有效的控制，確保設(shè)定的規(guī)則真正的合理，切實提高機械制造過程的質(zhì)量和有效性。

2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在數(shù)控機床中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，機械電子工程的科學(xué)技術(shù)含量越來越高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)成為主流控制方式。它主要是依托高科技技術(shù)，利用仿生學(xué)，從而將神經(jīng)元一級一級的連接而成。貌似看上去每個神經(jīng)元功能都是很簡單的，但是它包含了許多數(shù)據(jù)信息處理功能，大量地處理數(shù)據(jù)信息，將信息進行操作，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)最大的優(yōu)勢，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與我們?nèi)梭w大腦十分相似。這種技術(shù)可以自我組織和適應(yīng)不同的操作技術(shù)，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力非常強大，因此在人工智能領(lǐng)域也有很大的發(fā)展空間。但是，就目前的機械電子工程而言，控制數(shù)控機床仍然還有較多問題。其中最主要的問題是機床的自我調(diào)節(jié)適應(yīng)能力低下，對未知情況不能很好地進行識別和處理。所以運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效的避免這種情況發(fā)生，從而提高產(chǎn)量和效益。

2.4預(yù)測控制技術(shù)應(yīng)用

預(yù)測控制技術(shù)是控制工程中的重要內(nèi)容，為了更加具體的闡述預(yù)測控制技術(shù)在機械電子工程中的應(yīng)用，本文列舉高速液壓機案例，將預(yù)測控制技術(shù)應(yīng)用到高速液壓機中，以達到技術(shù)突破、提高機械使用性能的目的。在市場需求不斷增加下，新技術(shù)的應(yīng)用提高了高速液壓機運行速度，但同時其負(fù)載慣性也隨之增加，使得高速液壓機運行中會發(fā)生系統(tǒng)超調(diào)加大的問題，不利于高速液壓機測量精度的提升?；谶@種情況，引入預(yù)測控制技術(shù)，按照高速液壓機現(xiàn)有運行情況，構(gòu)建系統(tǒng)運行預(yù)測模型，確定預(yù)測輸出值，根據(jù)這一數(shù)值，可以直接計算出高速液壓機系統(tǒng)運行中的誤差變化率，控制負(fù)載慣性增加對高速液壓機的影響，精準(zhǔn)預(yù)測出控制器輸出值，進而提高高速液壓機的運行效率。

2.5模糊控制技術(shù)應(yīng)用

模糊控制主要是以模糊數(shù)學(xué)思想理論為基礎(chǔ)的控制方法，在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，控制系統(tǒng)動態(tài)模式精確度是影響控制效果的關(guān)鍵點，為了實現(xiàn)精確控制，必須保證系統(tǒng)動態(tài)信息的具體和詳細(xì)。針對復(fù)雜系統(tǒng)而言，存在很多變量，無法精準(zhǔn)描述系統(tǒng)動態(tài)。對此，工程師嘗試使用模糊數(shù)學(xué)進行復(fù)雜控制問題的處理，形成模糊控制技術(shù)。在實際應(yīng)用中，模糊控制技術(shù)以模糊控制器為核心，應(yīng)用在機械電子工程中，與其他組件協(xié)同處理，由模糊化、規(guī)則庫、模糊推理以及解模糊等部分構(gòu)成。其中模糊化就是明確模糊控制器的輸入量，轉(zhuǎn)換成可識別性模糊量，確定各輸入量的模糊語言取值和相應(yīng)的隸屬度函數(shù);規(guī)則庫是依照專家經(jīng)驗進行模糊規(guī)則庫的構(gòu)建，包括大量的控制規(guī)則，是由控制經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為模糊控制器的關(guān)鍵;模糊推理是實現(xiàn)基于知識的推理決策;解模糊是將推理得到的控制量轉(zhuǎn)化為控制輸出，包括重心法、高度法和面積法。

2.6魯棒性應(yīng)用

對于控制工程而言，魯棒性是其最重要的特征之一。其指的是控制系統(tǒng)在某個方面受到外部環(huán)境影響的情況下還有相對的恒定性，其能夠切實提高機械電子工程生產(chǎn)的穩(wěn)定性。機械電子工程中應(yīng)用控制工程魯棒性是比較常見的。比如在多變量型魯棒控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)能夠很好的控制滑模變結(jié)構(gòu)，從而更好的研制和控制慢變控制器，能夠很好的控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)精度，確保其能夠滿足生產(chǎn)的實際需要。

結(jié)束語

隨著我國的國民經(jīng)濟不斷加強，許多的高科技產(chǎn)業(yè)也得到了非常大的提高。加之我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，機械電子工程的發(fā)展對于我國的經(jīng)濟可持續(xù)增長具有非常重要的意義。所以我們要在實際工作中不斷地對其進行研究，進而不斷促進其發(fā)展。因此，需要從不同的方面入手，對控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用進行深入分析，并加強其應(yīng)用效果評估，以便滿足機械電氣工程的實際發(fā)展需求。

參考文獻：

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