淺談機械自動化與汽車控制

琚垚

摘 要： 本文首先對自動技術(shù)在汽車控制中的主要應(yīng)用進行了介紹，之后分析了自動控制技術(shù)應(yīng)用到汽車控制中的巨大潛力和優(yōu)勢，最后結(jié)合當前技術(shù)水平和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢，對自動化技術(shù)應(yīng)用在汽車中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題進行了研究。

關(guān)鍵詞： 機械自動化;汽車;人工智能;關(guān)鍵技術(shù)

在電子技術(shù)與計算機技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，海量數(shù)據(jù)的處理和計算成為了可能，借助高性能計算機設(shè)計的自動控制系統(tǒng)得到了廣泛關(guān)注和研究。隨著當前汽車數(shù)量的激增，導(dǎo)致公路路況愈加復(fù)雜，對汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性有了提出了更高的要求，與此同時傳統(tǒng)的控制技術(shù)在應(yīng)對汽車中復(fù)雜的機械及電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)顯得有些力不從心。為了解決這一問題，將人工智能應(yīng)用到現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)中已經(jīng)成為了汽車工業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢。

現(xiàn)如今，在應(yīng)用機械自動化技術(shù)的過程中要注重發(fā)揮先進的功能，達到自動化控制的目的，要求技術(shù)人員需充分了解自動化技術(shù)的特點和操作方法，在對汽車進行監(jiān)測時，借助計算機與智能的裝置連接起來，只需點擊軟件的各個模塊，按照規(guī)范化的流程操作，便可對汽車進行控制。同時，實時掌握汽車有無故障，便于盡早維修，避免遺留隱患和故障，在實際應(yīng)用中機械自動化技術(shù)最大的優(yōu)勢和功能，就在于控制步驟簡單、便捷，而且，具有很多高科技，比如：在控制監(jiān)控系統(tǒng)時，運用傳感功能隨時了解到汽車行駛路程和內(nèi)部零件運轉(zhuǎn)情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題和故障，全程監(jiān)控的傳感器，就會自動顯示出損壞位置，及時發(fā)現(xiàn)汽車存在的隱患，進而確保汽車正確行駛。因此，在檢測和控制中運用機械自動化技術(shù)非常重要，有利于提高實時控制系統(tǒng)的有效性和準確性。

一、機械自動化技術(shù)在汽車控制中的主要應(yīng)用

機械自動化技術(shù)目前在電氣自動化控制的應(yīng)用主要集中在設(shè)備自動控制，設(shè)備故障診斷與告警，智能汽車發(fā)展等。

（一）設(shè)備自動控制

為了更好的適應(yīng)復(fù)雜多變的路況，同時簡化駕駛員的操作，大量閉環(huán)自動控制系統(tǒng)開始應(yīng)用在汽車設(shè)計之中?？刂葡到y(tǒng)通過各類傳感器對汽車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進行采集，之后將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給汽車控制計算機，控制計算機通過對數(shù)據(jù)進行處理、分析實時調(diào)整汽車的行駛狀態(tài)。通過自動控制系統(tǒng)，駕駛員只需要通過簡單的指令下達，控制系統(tǒng)就會指揮各個部件完成復(fù)雜的機械傳動

（二）設(shè)備故障診斷與告警

由于汽車結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。為了防止因單一的機械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障而對其他機械和電氣結(jié)構(gòu)造成影響，同時實現(xiàn)故障源的準確定位和類型判斷，進而幫助駕駛員及維修人員進行及時有效的故障隔離及設(shè)備維護維修，需要在汽車中的部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中加入自動化控制。通過安裝傳感器等監(jiān)控裝置實現(xiàn)汽車各個部件工作狀態(tài)的實時監(jiān)控。一旦汽車某關(guān)鍵設(shè)備或部件失效或工作異常，傳感器會將該異常信號傳給控制中心，控制中心接收到數(shù)據(jù)便可以及時采取措施故障預(yù)警或者緊急制動措施，保證汽車行駛安全。

在汽車控制中應(yīng)用機械自動化技術(shù)，要注意結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在檢測過程中自動進行檢查，改變了人工檢測的方式，通過運用智能化的檢測技術(shù)，便可得出精準的檢測結(jié)果，從而判斷出汽車內(nèi)部存在故障的原因，盡快落實相應(yīng)的解決方法，有效提高處理效率，避免意外發(fā)生。因此，為了全面排查出汽車可能存在的隱患和故障，要注重應(yīng)用機械自動化技術(shù)，可以自動化地檢測和檢查，觀察計算機顯示屏，實時掌握排除的問題和需要養(yǎng)護的零件，充分體現(xiàn)出自動化技術(shù)在汽車控制過程中應(yīng)用，對于消除隱患和檢測故障起到至關(guān)重要的作用，在自動控制時，操控計算機就可以代替人工檢測，進而自動進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，汽車控制系統(tǒng)就會自動控制和處理，展示機械自動化技術(shù)的優(yōu)越性和先進性。由此可知，檢測方式更便捷，各個環(huán)節(jié)都體現(xiàn)出自動化的水平，有利于快速解決問題，方可確保汽車行駛更加安全

（三）全面控制汽車的安全系統(tǒng)

當前，機械自動化技術(shù)在汽車控制中廣泛應(yīng)用起來，從而全面控制汽車的安全設(shè)置系統(tǒng)，最為主要的目的就是，確保汽車在行駛安全穩(wěn)定。因此，可以汽車的控制系統(tǒng)，按照規(guī)范的步驟安裝自動化的裝置和設(shè)備，隨時查看到汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及整體結(jié)構(gòu)中的零件有無磨損嚴重的地方，通過運用機械智能化、先進化的汽車控制技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)汽車存在性能不好和元件受損等問題，通過觀察安全控制系統(tǒng)，就可以根據(jù)反饋的信息，快速掌握汽車系統(tǒng)，對于顯示的故障點，盡快采取措施解決，消除安全安全隱患，為汽車安全提供保障。由此可知，機械自動化技術(shù)具有實際應(yīng)用價值，在控制方面非常便捷，無需大量的人力，便可實時了解到汽車安全系統(tǒng)的發(fā)出的信號，當發(fā)現(xiàn)緊急情況，控制裝置和傳感器會自動處理，進而呈現(xiàn)出最佳的處理方案，便于車主快速反應(yīng)做出判斷，避免危險事故發(fā)生，進一步提高汽車安全性和穩(wěn)定性，為了確保汽車系統(tǒng)始終平穩(wěn)，要重視運用機械自動化技術(shù)，有利于全方位地控制汽車裝置，進而做到嚴格布控，保障汽車安全行駛。

（四）智能汽車

在整個駕駛過程中，駕駛員的人為因素占了很大的比重。一旦出現(xiàn)駕駛員長時間駕車、疲勞駕車、判斷失誤的情況，很容易造成交通事故。智能車輛是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。通過在普通車輛的基礎(chǔ)上增加了先進的傳感器（ 雷達、攝像） 、控制器、執(zhí)行器等裝置，實現(xiàn)與人、車、路等的智能信息交換，使車輛具備智能的環(huán)境感知能力，能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達目的地，最終實現(xiàn)替代人來操作。

二、機械自動化在汽車控制中的優(yōu)點

將自動控制系統(tǒng)應(yīng)用到汽車中，首先可以大幅度減少人力資源的消耗，當前計算機強大的運算和處理能力完全可以實現(xiàn)設(shè)備的自動控制。在設(shè)備控制的參數(shù)調(diào)節(jié)，控制誤差的控制控制響應(yīng)時間上，自動控制系統(tǒng)與人相比都占據(jù)很大優(yōu)勢。當前汽車結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，控制逐漸向高維度，多耦合方向發(fā)展，傳統(tǒng)的控制方法已經(jīng)難以滿足控制實時性要求。同時摻雜了人工智能技術(shù)自動控制系統(tǒng)可以感知周邊復(fù)雜環(huán)境，具有強的適應(yīng)能力。其在控制過程中不需要了解被控對象的精確的數(shù)學模型，具有極強的通用性。

三、機械自動化在汽車控制中的關(guān)鍵技術(shù)問題

（一）數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和準確性

要實現(xiàn)汽車的自動控制，首先必須保證控制機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)，控制機構(gòu)與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接通信的實時性和準確性，傳感器要及時地將獲取的汽車運行工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給控制器，控制器通過分析數(shù)據(jù)判斷受控組件是否發(fā)生故障同時快速地生成控制指令并傳輸給執(zhí)行機構(gòu)。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中還需要注意數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，錯誤的控制信息會對汽車安全行駛造成極大危害。

（二）進行合理的層次劃分和結(jié)構(gòu)組織

要想實現(xiàn)汽車控制高效、穩(wěn)定，同時盡可能降低能耗，降低駕駛成本，就必須對汽車的控制層次結(jié)構(gòu)進行科學劃分。在各組件分散控制的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)匯總到總控計算機，由總控中心和各獨立控制組件組成控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全局性的自動化控制。

（三）人工智能的應(yīng)用

目前人工智能已經(jīng)在電氣自動控制領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。在未來的汽車自動化控制領(lǐng)域，人工智能將會逐漸取代人類。同時自適應(yīng)，高集成度的汽車控制系統(tǒng)中會嵌入多個智能AI。系統(tǒng)會具備更加強大的學習能力，具有自我完善和進化的能力，在不斷的訓(xùn)練和學習中，其適應(yīng)能力也會大大提升，其控制的實時性，魯棒性都會有很大提升。伴隨著大數(shù)據(jù)時代的到來以及物聯(lián)網(wǎng)和云計算的發(fā)展，在未來智能控制會與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的更加緊密，智能控制將會突破空間限制，遠距離甚至超遠距離的汽車控制將會出現(xiàn)。

四、結(jié)語

機械自動化技術(shù)在汽車控制中應(yīng)用已經(jīng)成為一種必然趨勢，在運用的過程中可以隨時掌握汽車行駛狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)汽車內(nèi)部存在故障，便會自動發(fā)出提醒，盡快找到零部件受損的位置，盡早維修和解決，整個過程中無需大量的大力，有效減輕了人力負擔，為檢測汽車的性能提供了便利，方可得知機械自動化技術(shù)值得廣泛推廣和應(yīng)用，有利于提升自動化水平，從而促進進行機械行業(yè)長久發(fā)展。