控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

狄磊 劉云濤 劉代苓

摘要：在科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)一步提高下，機(jī)械電子工程中對(duì)控制工程的應(yīng)用需求也在不斷加大，控制工程對(duì)機(jī)械電子工程的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。本文先就控制工程和理論發(fā)展以及機(jī)械電子工程中控制工程的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)加以闡述，然后就控制工程的實(shí)際應(yīng)用詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：控制工程；機(jī)械電子工程；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-3178（2018）19-0329-01

引言

控制工程對(duì)機(jī)械電子工程的發(fā)展提供了良好技術(shù)支持，機(jī)械電

子工程發(fā)展也對(duì)控制工程進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)，所以兩者之間的發(fā)展是相互促進(jìn)的，通過從理論層面深化控制工程的應(yīng)用研究分析，對(duì)機(jī)械電子工程的進(jìn)一步發(fā)展有著積極意義。

1控制工程與機(jī)械電子工程概述

控制工程的出現(xiàn)是將工程理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)兩者進(jìn)行結(jié)合而形

成的一種工程概念。在該種工程運(yùn)用的過程中主要是在電子工程領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用，多在自動(dòng)化技術(shù)中出現(xiàn)并被使用。在對(duì)控制工程進(jìn)行應(yīng)用的研究過程中，主要是對(duì)輸入、輸出、改變參數(shù)等設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，已達(dá)成對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制的作用。由于控制工程自身的使用特色，使得其在多種機(jī)械電子工程技術(shù)中得到廣泛的使用。機(jī)械電子工程是指采用模塊化方式來進(jìn)行系統(tǒng)操作的電子工程。在其構(gòu)造中存在著簡單的結(jié)構(gòu)特性以及便于使用的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。故而其在我國工業(yè)生產(chǎn)中被大量應(yīng)用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的深入研究與發(fā)展，機(jī)械電子工程的復(fù)雜性以及應(yīng)用的需求不斷提升，進(jìn)而推動(dòng)著機(jī)械電子工程的性能也不斷提升。在性能提升的過程中，主要是將機(jī)械工程技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的結(jié)合，進(jìn)而優(yōu)化機(jī)械電子工程的性能。

2控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

2.1機(jī)械磨削精度控制中的應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械元件的生產(chǎn)時(shí)，需要追求高精密和高質(zhì)量的目標(biāo)。想要生產(chǎn)出綜合質(zhì)量更高的機(jī)械原件，對(duì)加工這些元件的設(shè)備要求也更加的高。比如在生產(chǎn)螺紋磨床的時(shí)候，機(jī)械設(shè)備需要對(duì)將要被生產(chǎn)出來的機(jī)械元件進(jìn)行多角度的磨削。具體進(jìn)行機(jī)械磨削所產(chǎn)生的誤差會(huì)影響設(shè)備本身的性能。在進(jìn)行磨削時(shí)所掌握的力度，以及磨削的環(huán)境都會(huì)使機(jī)器元件的磨削產(chǎn)生誤差。在通過專家精度控制系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行綜合分析有可能影響螺紋磨削誤差的各個(gè)因素，對(duì)螺紋磨削過程實(shí)行智能化、動(dòng)態(tài)化的補(bǔ)償控制，并設(shè)置一些可以與控制相適應(yīng)的目標(biāo)來達(dá)到誤差降低的效果，機(jī)械元件進(jìn)行磨削時(shí)值精度就可以得到提升。

2.2模糊控制技術(shù)的應(yīng)用

模糊控制技術(shù)的應(yīng)用也是比較重要的，這一控制技術(shù)能將復(fù)雜

生產(chǎn)簡單化呈現(xiàn)，把原有復(fù)雜計(jì)算編程轉(zhuǎn)變成簡單編程。模糊控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，通過這一控制工程技術(shù)在對(duì)復(fù)雜化機(jī)械技工任務(wù)的處理上就比較的便捷，能有效實(shí)現(xiàn)問題的簡單化處理目標(biāo)，控制效果也比較突出。在控制工程當(dāng)中通過模糊控制對(duì)基本數(shù)據(jù)的支持，能改變速率實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的目標(biāo)。加工輸入量在合理偏差范圍中，就能達(dá)到優(yōu)化控制目標(biāo)。

2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用

隨著我國控制系統(tǒng)的研究逐漸深入，在現(xiàn)階段機(jī)械電子工程的

控制系統(tǒng)應(yīng)用中，逐漸出現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。該種控制系統(tǒng)是建立在生物學(xué)基礎(chǔ)上的控制系統(tǒng)。該種控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是將多個(gè)簡單的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元進(jìn)行連接，進(jìn)而形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際的連接中，每個(gè)神經(jīng)元都具有簡單的特性，但將所有簡單的神經(jīng)元進(jìn)行連接后，

將會(huì)形成一種高度復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。該種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制不僅可以對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行高速高質(zhì)的大規(guī)模處理，而且還具有著較好的學(xué)習(xí)能力。故而，該種控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程控制的系統(tǒng)中得到了大范圍的應(yīng)用，通過該種控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)生產(chǎn)的效率進(jìn)行大幅度提升，并且也在一定程度上提高了機(jī)械電子工程行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)中的安全性系數(shù)。

2.4預(yù)測(cè)控制

控制工程中的預(yù)測(cè)控制技術(shù)可以運(yùn)用于高速液壓機(jī)中，技術(shù)的

創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)都可以為更好的提供各類服務(wù)滿足需求，因此高速液壓機(jī)的發(fā)展也有了很大的進(jìn)步，可操作性提升。但是液壓機(jī)承載的壓力更加大，超出系統(tǒng)的負(fù)載慣性在測(cè)量過程中會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差的極大可能。預(yù)測(cè)控制的運(yùn)用情況可以通過實(shí)際系統(tǒng)情況建立相對(duì)應(yīng)的控制模型，在預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)上得出對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)輸出值，并且通過數(shù)據(jù)運(yùn)算得出系統(tǒng)的誤差值變化率。預(yù)測(cè)控制可以有效的將高速液壓機(jī)的消極方面控制在合理的范圍內(nèi)，特別是預(yù)測(cè)控制的控制器的輸出問題可以更加明確，從而解決一系列高速液壓機(jī)帶來的不利問題。因此，預(yù)測(cè)控制可以在很大程度上為機(jī)械電子工程帶來較大的便利，使整個(gè)機(jī)械電子工程行業(yè)更加平穩(wěn)的發(fā)展。

2.5魯棒控制的應(yīng)用

在控制系統(tǒng)中，魯棒性指的是在受到外界因素影響下，控制系

統(tǒng)的某個(gè)部位能夠保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，能夠按照設(shè)定好的內(nèi)容進(jìn)行操作。因此，在機(jī)械制造過程中，多變量型魯棒控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在進(jìn)行柔性臂軌跡制造時(shí)，通常采用的是滑膜變的結(jié)構(gòu)控制方式進(jìn)行處理。在操作階段中，通過該方式的應(yīng)用將慢變控制器研究出來。然后使用H∞的控制理論對(duì)研究出來的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在該環(huán)節(jié)中若采用補(bǔ)償控制算法進(jìn)行補(bǔ)償控制計(jì)算，

就會(huì)在一定的范圍內(nèi)提高滑膜變結(jié)構(gòu)與H∞控制理論相結(jié)合的控制水平，能夠切實(shí)提高控制系統(tǒng)的精確性。

3控制工程和理論發(fā)展及在機(jī)械電子工程中發(fā)展

趨勢(shì)

3.1控制工程和理論發(fā)展

控制理論在十八世紀(jì)英國技術(shù)革命時(shí)期發(fā)展，在電氣工程師的

不斷研究探索下，對(duì)控制分析系統(tǒng)的科學(xué)性以及系統(tǒng)化發(fā)展打下了基礎(chǔ)。進(jìn)入到新世紀(jì)，二十一世紀(jì)是信息技術(shù)的革命發(fā)展時(shí)期，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)以及控制技術(shù)等都是重要的技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，控制技術(shù)是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，并在發(fā)展中成為基礎(chǔ)科學(xué)，其控制的理論思想，在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用，控制理論和控制工程在科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，其獨(dú)特性以及普適性的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)也比較突出。控制理論以及控制工程當(dāng)中對(duì)PDI控制器以及Kalman濾波器是比較重要的研究方法，自動(dòng)控制系統(tǒng)通過自動(dòng)化儀表以及控制目標(biāo)構(gòu)成，在實(shí)踐當(dāng)中的應(yīng)用比較廣泛。

3.2控制工程在機(jī)械電子工程中發(fā)展趨勢(shì)

控制工程作為處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中問題的綜合技術(shù)，其主要是

控制理論的應(yīng)用基礎(chǔ)上，將信息理論以及計(jì)算機(jī)理論等進(jìn)行了融合應(yīng)用，形成了新的技術(shù)。控制工程在諸多領(lǐng)域當(dāng)中都有著應(yīng)用，帶動(dòng)了應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，控制工程應(yīng)用在機(jī)械電子工程當(dāng)中，對(duì)提高機(jī)械電子工程的發(fā)展水平就打下了基礎(chǔ)。古典控制理論以及現(xiàn)代控制理論是不同的控制理論，在實(shí)際應(yīng)用中有著不同的特性。從控制工程在機(jī)械電子工程當(dāng)中的發(fā)展前景能夠看到，控制工程的技術(shù)會(huì)不斷升級(jí)，對(duì)機(jī)械電子工程的技術(shù)水平提高也會(huì)起到積極促進(jìn)作用，

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展下，在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)愈來愈明顯?？沙掷m(xù)發(fā)展理念的深化下，控制工程在機(jī)械電子工程當(dāng)中的應(yīng)用也會(huì)向著可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)變，對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)展會(huì)愈來愈重視。

結(jié)語

綜合以上敘述，各個(gè)行業(yè)在發(fā)展過程中想要切實(shí)的提高企業(yè)的

經(jīng)濟(jì)效果以及收益，就必須要重視自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中給各行各業(yè)的生產(chǎn)帶來了便捷性以及高效率的回報(bào)。在機(jī)械電子工程中，該系統(tǒng)應(yīng)用需要結(jié)合實(shí)際情況，做好各方面的控制，從而保證控制系統(tǒng)能夠得到合理的應(yīng)用。

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