基于智能控制工程在機械電子工程中的應用

崔海花

摘要：隨著我國社會的快速發(fā)展和國民經(jīng)濟的良好建設，機械電子工程中機電一體化技術的水平不斷上升，控制工程系統(tǒng)發(fā)揮著更加重要的影響，同時，控制工程在具體實施過程中也和機械電子工程的運行密切相關。所以，筆者將在本文中結合自身工作經(jīng)驗，先介紹控制工程與機械電子工程的相關概念，并且對控制工程在機械電子工程中的實際使用展開探討，希望推動控制工程技術同計算機智能化自動計數(shù)的融合發(fā)展進程，從而加快整個機械工程行業(yè)的發(fā)展，以促進我國各行業(yè)技術水平的進步，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)精神需求。

關鍵詞：控制理論；控制工程；機械電子工程

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0012-01

1 前言

控制理論最早是在18世紀英國技術革命時期被提出的，在瓦特改良了蒸汽機后，嘗試著把離心式非錘調(diào)速器的基本控制原理在蒸汽機轉(zhuǎn)速控制中使用，從而為人類社會生產(chǎn)力的發(fā)展貢獻了新動力，也就是蒸汽機運用。在后來漫長的發(fā)展過程中，隨著諸多電氣工程師的不斷努力，終于研發(fā)出更加科學與系統(tǒng)化的控制分析系統(tǒng)。隨著信息時代的到來，控制技術作為IT行業(yè)的技術性支撐，逐漸在各行業(yè)中得到廣泛的運用。在我國社會經(jīng)濟的良好發(fā)展背景下，各領域的科學技術都有了極大地提升，尤其是計算機控制工程技術的發(fā)展，對于社會生產(chǎn)力的提高有著重要作用，同時，推動著機械電子工程慢慢地朝向智能化方向發(fā)展。所以，如何恰當?shù)卦跈C械電子工程中運用控制工程就成了諸多技術人員所面臨的新的難題。只有根據(jù)控制工程技術與計算機機械電子工程技術的實際特點與發(fā)展情況，將二者有機結合一起在社會生產(chǎn)中使用，這樣對于機械工程行業(yè)的發(fā)展有著重要影響。

2 控制工程與機械電子工程相關概念

控制工程，是一種工程理論和計算機技術理論相結合的概念，該技術主要是面對自動化技術中所產(chǎn)生的各種問題，對其進行有效處理的一項技術，其主要應用于不同的機械電子工程技術實踐工作中，同時隨著控制工程水平低提升，其應用范圍也不斷擴大，得到越來越多的科研人員與技術生產(chǎn)人員的重視。機械電子工程并不屬于獨特工程學科，它一般是借助于模塊化的方式來實現(xiàn)最系統(tǒng)的控制，而機械電子工程系統(tǒng)具備構造簡單的特色，這樣就顯著減小了機械電子工程系統(tǒng)的總體積，加強了其整體功能。隨著機械電子工程系統(tǒng)的發(fā)展，其水平在不斷提高的同時，技術發(fā)展也趨向更加復雜，這就給工作人員的操作帶來了極大的挑戰(zhàn)和壓力，這就要求將機械工程與計算機技術二者有效結合起來，從而便利于工作人員通過控制工程來實現(xiàn)對機械電子工程系統(tǒng)的操控，提高生產(chǎn)效率。

3 控制工程在機械電子工程中的使用

3.1 智能控制系統(tǒng)在機械電子工程中的運用

智能控制系統(tǒng)指的是人工智能和計算機技術相結合，對機械電子工程中中的特定的操作流程實施人工化的智能模擬與控制，從而讓智能機器人模擬人工操作方式來完成工作。其原理在于讓智能控制系統(tǒng)模擬人類大腦的思維模式，從而實現(xiàn)自主收集所需信息等工作。所以，信息時代背景下，社會生產(chǎn)智能化是各行業(yè)發(fā)展的主要趨勢，將智能控制系統(tǒng)結合人工智能的特性有效地運用于社會生產(chǎn)中，和過去相比生產(chǎn)效率得到了極大的提升，不僅減少了人工操作，避免了工作人員操作不當所帶來的失誤，還能通過智能控制系統(tǒng)嚴格控制生產(chǎn)操作各環(huán)節(jié)，有效地減少成本。

3.2 魯棒控制的使用

所謂魯棒控制，從應用的角度講，就是設計一個控制器，滿足一些性能指標。而幾乎所有的控制問題都可以轉(zhuǎn)化為圖1表示。控制系統(tǒng)中的魯棒性說的是，在確定已有外界因素干擾的前提下，控制系統(tǒng)某方面的性能可以始終維持不變的一種特點。所以，多變量型魯棒控制系統(tǒng)以其獨特的作用在機械制造生產(chǎn)中逐漸推廣開來。在柔性臂軌跡制造過程中，一般選擇滑模變的結構控制方法來實現(xiàn)對慢變控制器的控制，選擇H∞的控制理論來研究出魯棒控制器從而調(diào)整系統(tǒng)控制器的結構，因此，在操作軌跡的模擬研究中，通過補償控制算法展開計算工作，由此來確?；ぷ兘Y構和H∞。通過對控制理論的科學組合使用，有效地利用控制系統(tǒng)來精準地控制目標軌跡的運行過程，實現(xiàn)電子機械工程地良好運轉(zhuǎn)。

3.3 模糊控制工程在機械電子工程中的使用

機械工程的加工流程由于步驟多、工作繁瑣，因此顯得不夠簡單，因此想要利用傳統(tǒng)的控制方法來建立模型對于工作人員來說難度較大，直接提高了工作人員的工作壓力，因此，選擇傳統(tǒng)的控制方法建立模型所實現(xiàn)的自動化控制效果往往較差。面對該問題，科研人員選擇利用模糊控制來進行處理。模糊控制的作用在于將上述復雜的問題簡化。模糊化控制與傳統(tǒng)機械電子工程中使用的控制方法最大區(qū)別在于前者不需要對機械制造工程展開精確化的數(shù)據(jù)研究，只需要確保輸入量在工程要求的合理偏差范圍內(nèi)就行了；而后者則要求建立清晰、準確地模型，這不僅對工作人員來說是一個較大的挑戰(zhàn)，其建立模型的效果也較差，直接影響了自動化控制效果。因此，模糊控制系統(tǒng)開始取代傳統(tǒng)控制辦法，在機械電子工程中推廣開來。

3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡控制的使用

神經(jīng)網(wǎng)絡控制是以生物學基礎為前提所開展的控制研究，主要是將許多的簡單網(wǎng)絡神經(jīng)元連接成一個網(wǎng)絡整體，單個神經(jīng)元無論是構成貨值使用效果都較為簡單，不過當多個神經(jīng)元連接起來后就能組成復雜、多功能的神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用在于可以大規(guī)模處理復雜數(shù)據(jù)，并且神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)得以逐漸地向人工智能化的方向發(fā)展，逐漸地在智能機械電子工程控制系統(tǒng)中推廣開來。過去工作人員在操作數(shù)控機床生產(chǎn)過程中，切割產(chǎn)品時由于技術限制不能確保其精準率，就會出現(xiàn)操作誤差，影響生產(chǎn)效率與產(chǎn)品制成率。所以，利用神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)在機械電子工程中的使用，能夠避免數(shù)控機床切割工作中的不精準的缺點，從而有效加強數(shù)控機床的加工效率，確保機械電子工程的生產(chǎn)安全性，直接提高了該行業(yè)的效益收入。

4 結語

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行業(yè)的科學技術水平都有了極大的提升，尤其是計算機控制工程技術水平的提升，對于社會生產(chǎn)力的發(fā)展有著重要意義，這樣就能滿足普羅大眾日益增長的不同需求，同時推動著機械電子工程慢慢地朝向智能化方向發(fā)展。應當說，智能化是我國目前各生產(chǎn)行業(yè)現(xiàn)階段乃至未來的主要發(fā)展趨勢。機械電子工程的智能化發(fā)展主要是通過控制工程技術的使用，所以該技術目前得到了科研人員的廣泛關注與青睞。為了推動機械電子工程行業(yè)，就需要將現(xiàn)代化的科學技術控制理念恰當?shù)厝诤系皆撔袠I(yè)的發(fā)展中，實現(xiàn)機械工程技術與計算機技術的有機結合，從而推動機械電子工程行業(yè)長期良好地發(fā)展，最終達到機械電子工程生產(chǎn)效率提高的目的，也有利于該行業(yè)效益收入的增加。

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