機械電子工程中控制工程的應用分析

劉英利

黑龍江富錦富華起重機有限公司 黑龍江佳木斯 156100

控制工程的快速發(fā)展使得機械電子工程朝著智能化的方向不斷的發(fā)展，這使得控制工程在機械電子工程上的運用越來越廣泛，推動著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展。伴隨著當前越來越多科學家將精力投入到控制工程中，這使得機械電子工程的運用控制工程的規(guī)模越來越大，使得機械電子工程得以快速的發(fā)展。

1 控制工程與機械電子工程概述

控制工程主要是依靠工程控制理論及智能系統(tǒng)控制理論發(fā)展的，同時其自身與計算機基礎理論、自動化控制理論、數(shù)控理論等多領域有密不可分的關系，通過融合處理自動化、科技化、智能化等，提升機械電子工程的質(zhì)量。當前我國的控制工程受到各方面的高度關注，并在各領域中進行了有效的實踐應用[3]。機械電子工程以機械及電子工程作為基礎理論，通過控制工程的有效實踐提升產(chǎn)品質(zhì)量、科技含量與工程效益，目前已基本具備了系統(tǒng)功能性、精細性、智能性、自動性、靈活性等特點，為我國整體化機械電子工程科技的發(fā)展開辟了全新且高效的路徑[1]。

2 控制工程的基本作用

控制工程空間結構簡單，操作較為便捷，具有極強的應用性以及操作性，在使用過程中性能良好，能及時處理一些復雜問題，分析以及論證綜合機械技術，實現(xiàn)良好的控制效果。另外，現(xiàn)階段的控制理論主要是以空間線性工程為依據(jù)，分析并討論非線性和多輸出等問題，制定解決策略，在機械工程中發(fā)揮著重要作用，為控制工程的具體運用提供了一定的技術支持，促進了科學化生產(chǎn)。

3 控制工程在機械電子工程中的應用

3.1 集成自動控制系統(tǒng)在機械電子工程中的應用

集成自動化控制系統(tǒng)在長時間的發(fā)展過程中已經(jīng)積累了很多的經(jīng)驗，傳統(tǒng)的信息技術為目前集成自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了推動性的作用。目前比較熱門的機械電子工程也是在這個系統(tǒng)的基礎上而進行的，通過這個系統(tǒng)能夠使原有的工作變得更加簡單和高效率，最終實現(xiàn)整個機械電子工程的一體化發(fā)展。其中最重要的就是對于控制程序的收集和輸出，一些高水準的機械生產(chǎn)和制造業(yè)都是利用這種方式來進一步的提升數(shù)控機床的整合率，從根本上提升機械電子工程應用的水平[2]。

3.2 在加工制作中的應用

如今，隨著我國科學技術的快速發(fā)展，機械加工越來越完善，并向著多元化的方向發(fā)展，傳統(tǒng)加工模式的問題逐漸暴露，已經(jīng)無法滿足時代發(fā)展的需要。面對這種情況，必須找到一個更先進和可靠的制作方法，促進工作效率的提高，提升企業(yè)自身的經(jīng)濟效益和社會效益。機械工程的數(shù)據(jù)處理速度快，操作簡單，將控制工程合理應用到機械加工中，可以提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量，降低企業(yè)的成本。在實際操作時，可以將其編碼直接輸入機器，保證其實現(xiàn)自動化的加工制作，提高企業(yè)的整體效益。

3.3 智能控制系統(tǒng)

與自動化控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)是在其基礎上融入了人工智能技術及計算機技術，其為自動化控制的漸進性系統(tǒng)，其具有超強的仿真能力，可以模擬人類大腦運行的思維及肢體動作。智能控制系統(tǒng)之所以擁有與人類相似的大腦結構，是由于其靠仿人腦結構收集數(shù)據(jù)、處理信息，將這些信息高效的傳達出來，以達到控制效果。

3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的具體應用策略

神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)無疑是一種極為先進化且智能化的技術理念。從定義上來分析，神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)通常是指通過先進科技全面建立模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)的一種高科技網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，這項系統(tǒng)可以充分利用不同的神經(jīng)元對某一區(qū)域的機械電子設備采取專有控制，不但能夠全面提高生產(chǎn)效率，還可以有效降低人工成本以及勞動量。針對機械電子工程所使用的各項數(shù)控設備而言，較為傳統(tǒng)意義上的控制方法通常都是采用人工操作和控制進行，這種方式顯然在處理和識別各種有效信息的環(huán)節(jié)上會出現(xiàn)一些失誤。將先進的神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)與數(shù)控設備相結合，工作人員僅僅需要調(diào)整好系統(tǒng)具體運行參數(shù)便可以對整個生產(chǎn)流程有效控制，全面避免因人為操作失誤而產(chǎn)生的各種負面影響[3]。

3.5 將控制工程運用在預測控制系統(tǒng)中

模糊控制技術主要的優(yōu)勢是能夠將一些復雜的問題簡單化，這樣就使得具體的工程實踐人員能夠減少工作量，并且工作效果也得到了保障?，F(xiàn)在機械控制十分復雜，很多模型都來自于一些十分復雜的理論，在實際應用的過程中具有一定的難度。將模糊控制技術進行使用，有利于提高自動化控制的效果。主要得益于模糊控制技術不需要對控制對象進行精確的描述，直接按照測量值的輸入、變化率以及偏差來進行控制，能夠達到十分高效的控制效果。

3.6 魯棒控制技術的應用

在控制工程中魯棒控制技術是其中的重要組成部分，在機械電子工程中，能夠將自身的控制作用充分發(fā)揮。魯棒控制技術一般情況下主要是指，將控制器作為載體展開相應的控制工作，在控制器的設計過程中，要按照相應的性能指標展開，這樣才能將控制中存在的問題更好轉化并解決，將復雜問題轉化為簡單問題。在整個控制系統(tǒng)中，魯棒性的特點通常情況下會體現(xiàn)在，當外界出現(xiàn)干擾源時，能夠保證整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，不會受到干擾源影響。魯棒控制系統(tǒng)具備較強的穩(wěn)定控制作用與特點，所以，在機械制造領域中得到廣泛應用。比如，在柔性臂的制造過程中，為促使系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對柔性比會定的控制。那么在魯棒控制器的設計中，通常會采取滑膜變結構，滑膜變結構能夠將Hx 控制理論進行充分利用。在這一過程中，還需要進行計算，在計算時采取補償控制算法方式，使得電子機械工程能夠安全穩(wěn)定運行，保證各項工作的有序進行。

3.7 預測控制技術的具體應用策略

作為極其重要的一種智能控制工程先進技術，預測控制技術所起到的重要作用不言而喻。當前階段在我國各項機械電子工程領域中，必然會涉及到各種各樣的生產(chǎn)工序以及機組設備，這就極易導致某一機組設備發(fā)生故障而讓整條生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量受到巨大影響。而科學化的運用先進的預測控制技術可以有效解決這一關鍵性問題。這項先進技術能夠充分結合發(fā)達的網(wǎng)絡技術與電子信息技術對機械電子工程各項設備的日常運行狀態(tài)進行詳細分析，并且結合所分析出的精準結果提前預測各項設備的具體運行狀態(tài)以及潛在問題。提出合理化改善和調(diào)整建議，最大程度的降低故障率，全面提高生產(chǎn)效率。

4 結語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術水平的進步，我國的機械電子工程領域也離不開控制工程發(fā)展的推動性作用。這種工程和技術在未來的發(fā)展過程中必將會應用到更多的領域中去。本文通過上文的論述，對于控制工程中所涉及的智能化模式和集成自動控制系統(tǒng)等方面進一步的論述了機械電子工程在發(fā)展的過程中是如何運用控制工程的。希望本文的研究能夠對于機械電子工程的未來發(fā)展起到一定的參考性意見，并且希望這種技術能夠獲得更多的發(fā)展機遇。