汽車控制中的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)探究

張治湖

（山東交通職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261206）

當(dāng)下計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)良好，對(duì)海量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理已經(jīng)可以順利完成，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的靈活使用，能構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)，保障汽車控制的質(zhì)量及便利性。而當(dāng)下汽車數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，讓公路路況更為復(fù)雜，汽車在行駛中的安全性、穩(wěn)定性被更為關(guān)注，傳統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)逐步無(wú)法滿足汽車控制的實(shí)際要求。

一、汽車控制中機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及重要問(wèn)題

（一）優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)控制在汽車內(nèi)的應(yīng)用，能將人力資源消耗大大降低。在現(xiàn)階段中，計(jì)算機(jī)擁有著十分強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力，在自動(dòng)化控制機(jī)械設(shè)備上表現(xiàn)出色[1]。在設(shè)備控制中對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制誤差、控制響應(yīng)時(shí)間等，自動(dòng)控制正體現(xiàn)著人工無(wú)法相比的優(yōu)勢(shì)。在汽車領(lǐng)域的逐步發(fā)展下，汽車結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，其控制更加趨于高緯度，而傳統(tǒng)控制已經(jīng)無(wú)法對(duì)當(dāng)下實(shí)時(shí)控制等需求進(jìn)行滿足。而自動(dòng)控制的出現(xiàn)及不斷發(fā)展，它集合了人工智能等技術(shù)，能對(duì)更多復(fù)雜狀況進(jìn)行敏銳感知，環(huán)境適應(yīng)力較強(qiáng)，它在汽車控制中的應(yīng)用通用性較高。

（二）重要問(wèn)題

首先，是結(jié)構(gòu)組織、層次劃分的問(wèn)題。在汽車控制中，要穩(wěn)定、高效地完成不同汽車控制任務(wù)，并盡量實(shí)現(xiàn)能耗的降低，將駕駛成本有效縮減，便應(yīng)對(duì)汽車進(jìn)行控制層次結(jié)構(gòu)的科學(xué)劃分，將各組件的分散控制作為重要基礎(chǔ)，保障匯總數(shù)據(jù)的全面和及時(shí)，將其往總控計(jì)算機(jī)傳輸，再由總控中心聯(lián)合于不同的獨(dú)立控制組件，以此構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，達(dá)成自動(dòng)化控制的全局化目標(biāo)；

其次，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確實(shí)時(shí)問(wèn)題。在汽車控制中，要達(dá)成自動(dòng)控制目標(biāo)，便應(yīng)首先保障執(zhí)行及控制機(jī)構(gòu)，確保傳感器、控制機(jī)構(gòu)在通信中的正確及及時(shí)性。對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，是傳感器的重要任務(wù)，其次，它應(yīng)將數(shù)據(jù)往控制器傳輸，當(dāng)后者完成數(shù)據(jù)分析后，便可判斷出受控組件的故障發(fā)生狀況，再進(jìn)行控制命令的快速生成，將其往執(zhí)行機(jī)構(gòu)中傳達(dá)。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，若控制信息出現(xiàn)偏差時(shí)，則易導(dǎo)致汽車的行駛安全問(wèn)題，由此可知自動(dòng)控制中，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性問(wèn)題的重要性；

最后，是人工智能應(yīng)用問(wèn)題。在現(xiàn)階段中，電氣自動(dòng)控制中人工智能的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)廣泛，在汽車自動(dòng)化控制中，人類位置也會(huì)逐步被人工智能所代替，更多智能AI 會(huì)嵌入集成度更高的控制系統(tǒng)內(nèi)。此時(shí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力更高，也有著自我進(jìn)化及完善的能力，在學(xué)習(xí)及訓(xùn)練中，它的適應(yīng)能力能得到有效提升，控制可靠性、實(shí)時(shí)性將隨之提高。在大數(shù)據(jù)時(shí)代中，往后的智能控制將密切聯(lián)系于網(wǎng)絡(luò)，智能控制將逐步突破空間限制，讓超遠(yuǎn)距離、遠(yuǎn)距離的汽車控制逐步成為現(xiàn)實(shí)。

二、汽車控制中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

（一）打造智能汽車

在汽車駕駛的環(huán)節(jié)中，汽車功能、人為操作等均是影響駕駛安全性的重要因素，且人為因素的影響更大并可控。當(dāng)駕駛者出現(xiàn)判斷失誤、疲勞駕駛等問(wèn)題時(shí)，則易帶來(lái)交通安全事故，威脅駕駛者及他人的生命安全。作為綜合性的系統(tǒng)，智能車輛融合了多級(jí)輔助駕駛、規(guī)劃決策等不同功能特征，集中運(yùn)用了人工智能、現(xiàn)代傳感以及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)的綜合。當(dāng)在普通汽車上進(jìn)行先進(jìn)執(zhí)行器、控制器等的安裝后，能對(duì)路、車、人等綜合信息綜合分析，讓汽車實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知能力的充分提升，并對(duì)行駛危險(xiǎn)狀況、行駛安全進(jìn)行自主分析，讓車輛能從用戶需求出發(fā)安全穩(wěn)定的到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)，最終達(dá)成智能駕駛的駕駛目標(biāo)。

（二）自動(dòng)控制設(shè)備

汽車行駛中往往要應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的路況，而為提高汽車的復(fù)雜路況適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化駕駛員操作的目標(biāo)，在當(dāng)下的汽車設(shè)計(jì)中，對(duì)閉環(huán)自動(dòng)控制的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛。在該控制系統(tǒng)中，媒介為不同的傳感器，對(duì)汽車運(yùn)行中的不同信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再將其往控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行傳遞，由后者在分析處理有關(guān)數(shù)據(jù)后，及時(shí)調(diào)整汽車本身的行駛狀態(tài)。在該系統(tǒng)的運(yùn)用中，駕駛者的操作行為能得到簡(jiǎn)化，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單指令的下達(dá)，控制系統(tǒng)便能對(duì)各部件發(fā)出主動(dòng)命令，使其完成復(fù)雜并正確的機(jī)械活動(dòng)。

（三）故障警示診斷

在現(xiàn)階段中，為滿足汽車用戶的不同需求，并保障汽車行駛的安全穩(wěn)定，汽車結(jié)構(gòu)已經(jīng)不斷復(fù)雜化。當(dāng)某一機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，為讓其它的機(jī)械結(jié)構(gòu)免受影響，并確保精確定位故障源、故障類型判斷等工作順利完成，對(duì)駕駛者、維修者提供協(xié)助，使其完成及時(shí)的設(shè)備維修、故障隔離等工作，在汽車重要結(jié)構(gòu)中，應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的合理嵌入。在自動(dòng)控制中，當(dāng)安裝如傳感器等不同監(jiān)控設(shè)備后，便可及時(shí)監(jiān)控汽車不同部件的實(shí)時(shí)工作狀況，而當(dāng)某一部件、設(shè)備存在異常及差錯(cuò)時(shí)，傳感器便會(huì)將數(shù)據(jù)信息傳遞給控制中心，由后者對(duì)緊急制動(dòng)措施、故障預(yù)警等功能及時(shí)啟用，為汽車行駛提供安全保障。

其次，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，能對(duì)汽車部件完成單獨(dú)管理和監(jiān)控，監(jiān)控汽車行駛中部件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以此達(dá)成監(jiān)控駕駛行為的目標(biāo)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)異常數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將其及時(shí)往中央控制處進(jìn)行反饋，并分析檢測(cè)所得的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)安全隱患進(jìn)行排除，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。在汽車行駛中，實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)會(huì)被往中央控制系統(tǒng)及時(shí)反饋，由后者通過(guò)智能化技術(shù)完成數(shù)據(jù)分析工作，并通過(guò)智能定額自動(dòng)技術(shù)，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)及采集數(shù)據(jù)，以此掌握汽車行駛的問(wèn)題失誤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正細(xì)小問(wèn)題，避免因此帶來(lái)行駛事故。

結(jié)束語(yǔ)：結(jié)合以上，在未來(lái)階段中，汽車控制的重要發(fā)展趨勢(shì)將是自動(dòng)化控制，因此研究汽車控制及自動(dòng)控制的有效結(jié)合便十分重要，有利于駕駛輔助系統(tǒng)內(nèi)智能技術(shù)的更好應(yīng)用，促使自主控制汽車的目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)汽車領(lǐng)域的進(jìn)步發(fā)展，為汽車用戶提供更為便利安全的產(chǎn)品服務(wù)，為國(guó)內(nèi)交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。