控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

張偉

摘要：現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，如今機(jī)械電子工程行業(yè)的發(fā)展前景越來(lái)越好，并被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域之中，有效推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。控制工程是技術(shù)科技快速發(fā)展中的產(chǎn)物，其可以顯著增強(qiáng)各項(xiàng)設(shè)備的自動(dòng)化程度，在機(jī)械電子工程之中，科學(xué)應(yīng)用控制工程技術(shù)可以推動(dòng)機(jī)電一體化的實(shí)施，提升電子設(shè)備的可控性與可操作性，提高工程工作效率。本文主要針對(duì)控制工程在機(jī)械電子工程的應(yīng)用進(jìn)行有效探究，以期推動(dòng)機(jī)械電子工程行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：控制工程;機(jī)械電子工程;應(yīng)用

1在機(jī)械電子工程中應(yīng)用智能控制的重要意義

將智能控制工程應(yīng)用到機(jī)械電子工程中，對(duì)于未來(lái)機(jī)械電子工程的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展有著重要的意義。以機(jī)械電子工程的概念角度作為出發(fā)點(diǎn)，機(jī)械電子工程屬于工科機(jī)械類，作為“機(jī)電一體化”工程，它可以說是現(xiàn)代化技術(shù)處理的工程。近些年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平和計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的提高，機(jī)械電子工程已經(jīng)覆蓋了多種計(jì)算機(jī)應(yīng)用理論和機(jī)械制造的方法。在此基礎(chǔ)上，機(jī)械電子工程成為了科學(xué)技術(shù)下的現(xiàn)代化產(chǎn)物，體現(xiàn)出了較強(qiáng)的先進(jìn)性。現(xiàn)階段機(jī)械電子工程借助智能控制工程的相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)了機(jī)械電子工程中各項(xiàng)工作的積極開展，機(jī)械電子工程的各項(xiàng)知識(shí)理論也應(yīng)用到了各種機(jī)械化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中。例如行駛模擬系統(tǒng)、安全氣囊、自動(dòng)售票機(jī)等，均依托機(jī)械電子工程的理論支持和輔助。在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，機(jī)械電子工程對(duì)自身的控制系統(tǒng)等均提出了更高的要求，應(yīng)從優(yōu)化機(jī)械電子工程的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境著手，提高機(jī)械電子工程的控制系統(tǒng)整體水平，為推動(dòng)機(jī)械電子工程和智能控制工程的深度融合發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

2控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

2.1模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著控制技術(shù)的極速發(fā)展，模糊控制是在現(xiàn)有控制體系之中誕生的新技術(shù)，往往被人們應(yīng)用于十分簡(jiǎn)便的生產(chǎn)制作過程中。機(jī)械電子工程本身是一個(gè)極具復(fù)雜性的工程，如若運(yùn)用傳統(tǒng)的技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行控制，不僅僅系統(tǒng)構(gòu)建十分困難，且最終控制效果也較差。而模糊控制屬于仿生學(xué)中的一種類別，其主要是通過行為進(jìn)行推理，往往是人們用于模糊現(xiàn)象過多而進(jìn)行的一種復(fù)雜推理，其同時(shí)也是機(jī)械電子工程之中控制工程的另一種應(yīng)用形式，具備著極大的潛力，可以針對(duì)機(jī)械電子工程之中產(chǎn)生的模糊信息進(jìn)行有效處理，對(duì)工程運(yùn)行過程中產(chǎn)生的溫度線性問題進(jìn)行妥善解決。在此種背景下，模糊控制工程順勢(shì)而生，將其在機(jī)械電子工程之中進(jìn)行合理應(yīng)用，可以促使工業(yè)制造過程更加清晰明了，從而有效解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中誕生的問題。模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用不需要對(duì)對(duì)象開展精準(zhǔn)描述，僅僅利用最簡(jiǎn)單的測(cè)量程序就可以算出最優(yōu)輸出數(shù)值，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行完美控制。與此同時(shí)，在機(jī)械電子工程之中應(yīng)用模糊控制系統(tǒng)還可以將編程或者程序變得簡(jiǎn)單化，從而大幅降低生產(chǎn)難度，有效控制生產(chǎn)投入成本，只要工作人員牢牢控制技術(shù)偏差范圍，就可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

2.2專家控制系統(tǒng)的應(yīng)用

專家控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)控制方式相比，對(duì)數(shù)學(xué)模型的依賴性大大減弱，不用受到受控對(duì)象因內(nèi)外部環(huán)境改變而引起結(jié)構(gòu)及其參數(shù)變化的影響。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在長(zhǎng)期實(shí)踐中通過模擬專家行為，利用智能化的方式進(jìn)行操作和控制，可進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的性能，提高生產(chǎn)精確度。例如，在高精度機(jī)床生產(chǎn)中，利用專家控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械加工全過程動(dòng)態(tài)智能化的補(bǔ)償控制，減少誤差范圍，有利于提升加工精確度。

2.3智能集成控制的應(yīng)用

在機(jī)械電子工程中，集成自動(dòng)化控制技術(shù)是較常見的技術(shù)工藝。在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用可促使控制系統(tǒng)得到全面升級(jí)優(yōu)化。利用該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及其各設(shè)備的統(tǒng)一化管理，能集中人力物力，提高監(jiān)督管理的水平，促使機(jī)械電子工程有序協(xié)調(diào)發(fā)展，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和效益。此外，采用集成自動(dòng)化控制技術(shù)，可全面監(jiān)測(cè)多臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)指標(biāo)，從而開展全方面的控制管理，及時(shí)分析處理異常情況，確保機(jī)械電子生產(chǎn)的有序性和高效率。

2.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是將生物學(xué)作為技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)建而成的，其主要是將多個(gè)十分簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元進(jìn)行科學(xué)鏈接與有效分配而開展工作，從而形成一個(gè)具備高效益的網(wǎng)絡(luò)智能型整體。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)工作過程中，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元都負(fù)責(zé)不同的工作，只要將其進(jìn)行科學(xué)鏈接就可以獲得一個(gè)帶有復(fù)雜性與技術(shù)性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以對(duì)帶有大量復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有針對(duì)性的精細(xì)化處理，帶有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)信息處理的記憶功效是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之中最大的特征，此系統(tǒng)可以開展與人類記憶系統(tǒng)相仿的適應(yīng)性學(xué)習(xí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的發(fā)展方向主要是區(qū)域智能化開發(fā)，將其應(yīng)用于機(jī)械電子工程之中可以顯著增強(qiáng)工程工作效率，且保證工程產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量以及精細(xì)化程度，而如若在數(shù)控機(jī)床之中運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，還可以保證工作過程的效益性與安全性。數(shù)控機(jī)床自身就是由多個(gè)電子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，運(yùn)用不同的連接形式可以將其最終構(gòu)成一個(gè)繁瑣的網(wǎng)絡(luò)交互系統(tǒng)，從而對(duì)數(shù)量極大的復(fù)雜數(shù)據(jù)信息進(jìn)行妥善處理，完成自我學(xué)習(xí)與辨識(shí)的功能，為數(shù)據(jù)的誕生提供安全可靠的自動(dòng)化設(shè)備保障。與此同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)自身包含產(chǎn)品的切削、組合以及清潔等功效，可以有效降低工程生產(chǎn)投入成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2.5預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

在機(jī)械電子工程中應(yīng)用預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)，可以對(duì)最終預(yù)測(cè)成效進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而保證產(chǎn)品可以滿足施工與生產(chǎn)的需求。例如高速液壓機(jī)，隨著工程行業(yè)需求的大幅提升，人們逐漸對(duì)高速液壓機(jī)自身的性能提出了更為嚴(yán)苛的要求，需要設(shè)備大幅度提高自身運(yùn)轉(zhuǎn)速度并可以承擔(dān)更大的負(fù)荷。在此種情況下，企業(yè)就可以應(yīng)用預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)之中的模擬功效，對(duì)高速液壓機(jī)自身可以承受的負(fù)荷進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，同時(shí)其中的預(yù)測(cè)功效也可以將高速液壓機(jī)工作過程中的誤差、控制器輸出功能以及超負(fù)荷的沖擊力進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，嚴(yán)格控制設(shè)備工作過程，最大程度降低因超負(fù)荷或誤差帶來(lái)的工作誤差，保證設(shè)備正常工作。

2.6魯棒控制的應(yīng)用

在現(xiàn)階段機(jī)械電子工程生產(chǎn)研究中，魯棒控制研究是指在設(shè)備受到外界干擾時(shí)，可以保持原來(lái)的控制系統(tǒng)性能，促使機(jī)械電子工程得以順利開展。例如，在柔性臂軌跡制造中采用滑膜結(jié)構(gòu)控制，并以此為基礎(chǔ)研發(fā)魯棒控制器，使得系統(tǒng)控制器在結(jié)構(gòu)和性能方面得到優(yōu)化。在實(shí)際操作時(shí)，利用補(bǔ)償計(jì)算方法，使滑膜結(jié)構(gòu)和魯棒控制組合起來(lái)控制，確?？刂葡到y(tǒng)在目標(biāo)軌跡運(yùn)行中發(fā)揮精確的控制功能。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)械電子工程、智能控制工程二者融合發(fā)展勢(shì)在必行，要在實(shí)踐過程中不斷優(yōu)化應(yīng)用路徑，將智能控制工程高效應(yīng)用到機(jī)械電子工程中，促使生產(chǎn)的機(jī)械電子產(chǎn)品具有較高的可操作性、美觀性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等，順利實(shí)現(xiàn)綜合效益目標(biāo)，提高智能控制工程應(yīng)用效果以及機(jī)械電子工程發(fā)展水平。

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