鞏柏良

[摘要]本文將以控制工程以及機(jī)械電子工程的具體內(nèi)涵作為研究切入點(diǎn)，重點(diǎn)分析和研究控制工程在機(jī)械電子工程中的實(shí)際應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]控制工程 機(jī)械電子工程 模糊控制

一、控制工程與機(jī)械電子工程的具體內(nèi)涵

1.控制工程

控制工程是指將工程與計算機(jī)技術(shù)等相關(guān)基礎(chǔ)理論作為重點(diǎn)概念，利用其中的各項自動化技術(shù)解決和控制工程問題的一種技術(shù)?？刂乒こ讨兄攸c(diǎn)研究多輸入與輸出，以及非線性設(shè)計問題和參數(shù)問題等。現(xiàn)在控制工程的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴(kuò)大，并且在機(jī)械電子工程中也開始得到廣泛應(yīng)用。

2.機(jī)械電子工程

機(jī)械電子工程既具有機(jī)械專業(yè)的特點(diǎn)，同時也帶有電子信息特征。如果從設(shè)計層面出發(fā)對其進(jìn)行定義，機(jī)械電子工程融合了眾多領(lǐng)域和學(xué)科知識，在設(shè)計和系統(tǒng)操作過程中主要利用模塊化的方式。與以往的機(jī)械工程不同的是，現(xiàn)在的機(jī)械電子工程性能更高且構(gòu)造簡易、體積較小。隨著科學(xué)技術(shù)水平的持續(xù)提升，機(jī)械電子工程的系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，因此有必要利用各種科學(xué)技術(shù)將其同控制工程緊密聯(lián)系，從而更好地推動機(jī)械電子工程的發(fā)展。

二、控制工程在機(jī)械電子工程中的實(shí)際應(yīng)用

1.智能控制系統(tǒng)

發(fā)展至今，在控制工程中最引人矚目的便是智能控制系統(tǒng)。其通過雜糅人工智能技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，將其運(yùn)用在機(jī)械電子工程中，使用人工智能的方式模擬和控制某一操作流程，為各種機(jī)械機(jī)器人設(shè)定相關(guān)運(yùn)行程序使其可以像人類一樣完成生產(chǎn)操作等工作。智能控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式完全參照人類大腦的思維方式，因此利用智能控制系統(tǒng)可以在進(jìn)行機(jī)械化生產(chǎn)時主動完成各項信息的搜集、分析和處理工作，在有效控制生產(chǎn)成本的同時進(jìn)一步提升機(jī)械電子工程的生產(chǎn)效率。

2.集成自動控制

現(xiàn)階段，在我國機(jī)械電子工程中最常使用的控制系統(tǒng)便是集成自動控制系統(tǒng)。它立足于原有的信息技術(shù)，并對其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，有效地提升了機(jī)械電子工程系統(tǒng)的完善程度。通過在機(jī)械電子工程中，尤其是機(jī)械生產(chǎn)加工過程中使用集成自動控制，能夠有效整合以往的信息技術(shù)以及同機(jī)械生產(chǎn)相關(guān)的各種信息，從而大大加強(qiáng)了機(jī)械電子工程中的集中工程。其通過與信息技術(shù)進(jìn)行高度融合，并配合相應(yīng)的機(jī)械電子生產(chǎn)技術(shù)，以自動化、高效化和標(biāo)準(zhǔn)化的方式快速、精準(zhǔn)地完成機(jī)械加工。在科學(xué)技術(shù)水平又一次提升的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)了能夠全部保留機(jī)械電子工程中自動化成分的柔性自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化和智能化的生產(chǎn)與控制，可以將信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及現(xiàn)代機(jī)械電子技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)整合。將柔性自動控制系統(tǒng)運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床，可以將設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)程序和控制程序輸入至控制設(shè)備中，從而更加科學(xué)、高效地完成機(jī)械生產(chǎn)制造。

3.魯棒控制

控制工程中的魯棒控制也經(jīng)常被運(yùn)用在機(jī)械電子工程中。相比于其他控制技術(shù)，魯棒控制最大的特點(diǎn)是在面對外界因素的干擾時能夠始終保持某一方面的性能不變。因此，魯棒控制在控制方面具有無可比擬的穩(wěn)定性，尤其是在機(jī)械生產(chǎn)制造中更加傾向于使用多變量型魯棒控制系統(tǒng)。譬如，在制造柔性臂軌跡的過程中，基于滑膜變的結(jié)構(gòu)控制法研制出了一種慢變控制器，其運(yùn)用H。。的控制理論，可有效調(diào)整整體系統(tǒng)控制器結(jié)構(gòu)。而在模擬研究操作軌跡時則可以通過運(yùn)用補(bǔ)償控制算法計算具體的補(bǔ)償控制量，以有效實(shí)現(xiàn)Hoo控制理論與滑膜變結(jié)構(gòu)地組合控制，進(jìn)一步提升控制系統(tǒng)控制目標(biāo)軌跡運(yùn)行過程中的精確性和有效性。

4.預(yù)測控制

以高速液壓機(jī)為例，將控制工程中的預(yù)測控制技術(shù)運(yùn)用在高速液壓機(jī)中，能夠有效推動液壓機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)新的突破與發(fā)展。為有效滿足社會發(fā)展需要，高速液壓機(jī)的壓力和速度均實(shí)現(xiàn)了不同程度的提升。因此，其也面臨著更大的負(fù)載慣性，極有可能出現(xiàn)加大系統(tǒng)超調(diào)的情況，從而影響高速液壓機(jī)的測量精度。通過運(yùn)用預(yù)測控制，能夠根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況建立相應(yīng)的預(yù)測模型，并在此基礎(chǔ)之上獲取預(yù)測輸出值，利用這一數(shù)值準(zhǔn)確預(yù)測并計算出系統(tǒng)誤差變化率。通過運(yùn)用預(yù)測控制能夠有效控制高速液壓機(jī)的負(fù)面影響，尤其是通過準(zhǔn)確地預(yù)測計算能夠提前明確控制器的輸出，從而有效控制高速液壓機(jī)的應(yīng)用模式。

5.模糊控制

工作人員在機(jī)械電子工程中需要進(jìn)行繁雜的工序和操作才能完成機(jī)械加工。因此，為有效提升工作效率并緩解工作人員沉重的工作量，可以將控制工程中的模糊控制運(yùn)用其中，從而建立起精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型以有效實(shí)現(xiàn)自動控制。模糊控制技術(shù)能夠清晰直觀地展現(xiàn)出具體技術(shù)操作，同時其構(gòu)造算法和控制編程既靈活又簡單，對于簡化機(jī)械加工中的復(fù)雜技術(shù)具有良好的現(xiàn)實(shí)意義。不僅如此，在機(jī)械加工中運(yùn)用模糊控制時，可直接將測量值以及設(shè)定好的偏差及變化率等輸入其中，省略了數(shù)字描述控制對象的步驟即有效獲得最優(yōu)控制輸出值。因此，工作人員在特定工作區(qū)內(nèi)使用模糊控制并利用仿真實(shí)驗的方式就能顯示出最優(yōu)的控制成效。

6.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

目前，控制工程中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也經(jīng)常被運(yùn)用在機(jī)械電子工程中，該技術(shù)立足于仿生學(xué)中的思想控制，通過連接各個看似簡單的神經(jīng)元，從而構(gòu)造出一個完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即高度非線性動力學(xué)系統(tǒng)，用于完成相關(guān)技術(shù)操作。譬如，在數(shù)控機(jī)床中，通過運(yùn)用類似于人腦結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對各操作技術(shù)進(jìn)行自我組織以及適應(yīng)，從而有效控制數(shù)控機(jī)床的切削等機(jī)械操作。至今，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)能較為精確地處理和識別各種不確定的情況，且具有強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力。由于受到智能技術(shù)的影響，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制將更加智能化、自動化地運(yùn)用在數(shù)控機(jī)床中，從而有效提升機(jī)床的加工以及工作成效。

三、結(jié)語

總而言之，在我國綜合國力不斷上升，科學(xué)技術(shù)水平飛速發(fā)展的情況下，人們對機(jī)械電子工程的研究力度正在不斷加大，其發(fā)展程度也在日益完善。通過將控制工程運(yùn)用在機(jī)械電子工程中，能夠有效地幫助機(jī)械電子工程提升生產(chǎn)效率和效益，并推動該領(lǐng)域朝著智能化、自動化和現(xiàn)代化的方向穩(wěn)定發(fā)展。相信在未來，控制工程還將得到進(jìn)一步完善，能夠更加全方位、更加高效地運(yùn)用在機(jī)械電子工程中。