控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

劉勇

【摘 要】為了不斷提高機械電子工程的發(fā)展水平，在實際工作中不斷擴大機械電子的實際使用范圍，就需要不斷提高控制工程技術(shù)的操作水平。控制工程技術(shù)對于機械電子工程具有非常重要的實際意義。對其研究使其更好地為我國現(xiàn)代化工業(yè)做貢獻對于我國的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的深遠意義。

【關(guān)鍵詞】控制工程；機械電子工程；應(yīng)用

引言

隨著我國的社會不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在不斷進步。我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，已經(jīng)從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國逐漸轉(zhuǎn)型成為了現(xiàn)代的工業(yè)大國。目前現(xiàn)代的機械電子工程中在現(xiàn)代工業(yè)中占有非常重要的地位，工程控制技術(shù)又是機械電子工程中非常重要的關(guān)鍵技術(shù)。控制工程技術(shù)對于機械電子工程具有非常重要的實際意義。這就要求機械電子工程在以后的發(fā)展中，要對其控制技術(shù)加以重視與在實際工作中不斷優(yōu)化控制技術(shù)。進而達到不斷拓寬技術(shù)電子工程的使用范圍。

1概述

1.1機械電子工程概述

傳統(tǒng)的機械工程，生產(chǎn)力落后的原因是由于傳統(tǒng)的操作都是有手工進行，生產(chǎn)速度慢，而且在實際工作中的誤差經(jīng)常存在。進而導(dǎo)致生產(chǎn)力低下，制作工藝不能得到有效保證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在一些發(fā)達國家逐漸出現(xiàn)了流水線的應(yīng)用。流水線的應(yīng)用擴大的生產(chǎn)規(guī)模，使得生產(chǎn)力水平得到了一定水平的上升。但是流水線操作也具有非常大的缺點，那就是，在進行流水線生產(chǎn)時不能隨時按照生產(chǎn)需求對生產(chǎn)量進行有效控制與調(diào)節(jié)，即生產(chǎn)靈活性差。目前的機械電子工程有效解決了上述問題，不僅是生產(chǎn)規(guī)模加大了，而且在具體的生產(chǎn)過程中，可以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量，以及能夠及時按照生產(chǎn)需求進行有效調(diào)節(jié)。隨著機械電子工程的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐漸結(jié)合其他學(xué)科的優(yōu)勢，形成了綜合性的融合學(xué)科。現(xiàn)代機械電子工程與傳統(tǒng)機械工作有非常多的不同之處，具體的主要體現(xiàn)在：（1）設(shè)計方面，現(xiàn)代機械電子工程與傳統(tǒng)機械在設(shè)計方面的不同主要體現(xiàn)在，現(xiàn)在電子工程能夠根據(jù)系統(tǒng)配置和目標(biāo)去結(jié)合其他技術(shù)，采用模塊化，完成設(shè)計；（2）產(chǎn)品特征方面，現(xiàn)代機械電子工程與傳統(tǒng)機械自產(chǎn)品特征上的不同主要體現(xiàn)在，機械電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，不摻雜太多的部件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品性能較高。

1.2智能控制工程的概念闡述

智能控制工程英文名為“Intelligentengineering”，主要是指創(chuàng)建多種形式的智能化系統(tǒng)，集計算機理論、信息技術(shù)理論等諸多理論為一體，涵蓋了眾多工程，具有系統(tǒng)性、多樣性以及可操作性等諸多特點。在我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，多種科學(xué)技術(shù)相繼被研發(fā)出來，并被應(yīng)用到機械電子工程中，有效提高了機械電子系統(tǒng)的使用效率，讓其可以穩(wěn)定有序的運行。但是隨著人們對機械電子產(chǎn)品性能的要求越來越高，使得機械電子系統(tǒng)的各個部件都需做出相應(yīng)調(diào)整，因此，將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用到機械電子工程中非常有必要，直接影響到機械電子系統(tǒng)的整體運行狀況，為我國機械電子行業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

2控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用分析

智能控制系統(tǒng)主要是將人工智能與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，共同進行智能仿真與控制工作，確保具體的操作過程符合要求，能有效模擬人腦的思維方式，實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的采集與控制。今天，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會逐漸呈現(xiàn)智能化生產(chǎn)的趨勢。智能控制技術(shù)在機電工程中的應(yīng)用符合這一趨勢，可以減少人工操作，提高生產(chǎn)效率，獲得更多的經(jīng)濟效益。通常情況下，在智能控制工程中應(yīng)用機械電子工程主要從以下幾個方面展開。隨著控制工程中控制理論與技術(shù)不斷的完善，目前控制系統(tǒng)可分為“集約控制系統(tǒng)”、“智能控制系統(tǒng)”和“柔性控制系統(tǒng)”三類，并以其各自所具有的優(yōu)勢在機械電子工程中發(fā)揮著重要作用。

2.1機械磨削精度控制中的應(yīng)用

隨著機械電子工程的不斷發(fā)展，機械電子工程中，要求機械磨削技術(shù)的要求越來越高。在進行加工機械元器件是，要求精密度極高，質(zhì)量也要相應(yīng)地提高。在進行具體的生產(chǎn)工作時，許多的因素都在影響著機械磨削技術(shù)的精確度。例如工人的技術(shù)水平、機械設(shè)備的性能、以及環(huán)境因素的影響等。

2.2柔性機械臂軌跡跟蹤控制中的應(yīng)用

在機械自動化生產(chǎn)中，其柔性機械臂軌跡跟蹤控制是控制工程中最為典型的。對于柔性機械臂軌跡跟蹤控制工作中，它對于耦合性要求非常高，針對這種情況，可以作為“滑膜變結(jié)構(gòu)控制方法”進行“慢變控制器”的研發(fā)設(shè)計，采用“H∞控制理論”進行“魯棒控制器”的研發(fā)設(shè)計，并可以將其應(yīng)用在“快變控制器”中，從而實現(xiàn)柔性機械臂軌跡跟蹤控制的高精準性。

2.3高速液壓機控制中的應(yīng)用

機械工程中使用最為廣泛的就是液壓機。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)τ谝簤簷C的使用更為頻繁，對其工作要求就更加高。具體來說，就是要求液壓機的速度更高、壓力更大。但是，這樣提高液壓機的速度與壓力勢必就會對控制與精確度產(chǎn)生影響。所以，在滿足機械設(shè)備的生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，通常采用預(yù)測控制原理，預(yù)測計算液壓機操控系統(tǒng)的誤差變化率，一般在此基礎(chǔ)上進行控制器輸入與輸出值的確立。降低了外界因素導(dǎo)致的對系統(tǒng)的影響。

2.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在數(shù)控機床中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，機械電子工程的科學(xué)技術(shù)含量越來越高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)成為主流控制方式。它主要是依托高科技技術(shù)，利用仿生學(xué)，從而將神經(jīng)元一級一級的連接而成。貌似看上去每個神經(jīng)元功能都是很簡單的，但是它包含了許多數(shù)據(jù)信息處理功能，大量地處理數(shù)據(jù)信息，將信息進行操作，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)最大的優(yōu)勢，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與我們?nèi)梭w大腦十分相似。這種技術(shù)可以自我組織和適應(yīng)不同的操作技術(shù)，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力非常強大，因此在人工智能領(lǐng)域也有很大的發(fā)展空間。但是，就目前的機械電子工程而言，控制數(shù)控機床仍然還有較多問題。其中最主要的問題是機床的自我調(diào)節(jié)適應(yīng)能力低下，對未知情況不能很好地進行識別和處理。所以運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效的避免這種情況發(fā)生，從而提高產(chǎn)量和效益。

2.5集成自動控制的使用分析

集成自動控制是最常見的智能控制技術(shù)，也是機械電子工程中最常使用的智能控制系統(tǒng)。集成自動控制系統(tǒng)是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上所發(fā)展出來的，所以積聚了信息技術(shù)的各種優(yōu)點，能夠有效提高機械電子設(shè)備的可操作性，對機械電子工程中所使用的機械電子設(shè)備進行統(tǒng)一集中管理，從而有效提高機械電子工程的運行效率，讓我國電子行業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定有序的發(fā)展。

2.6智能控制系統(tǒng)的使用分析

通常，智能控制系統(tǒng)可以分為人工智能和計算機技術(shù)，兩者都有其固定的運行過程。因此，為了成功地將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用到機電工程中，員工需要在智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用中做好工作：一方面，員工需要設(shè)計智能控制系統(tǒng)，以有效地模仿人類大腦的思考方式。另一方面，工作人員需要反復(fù)模擬設(shè)計的智能控制系統(tǒng)，以確保其能夠完成信號搜索等工作。

3結(jié)束語

隨著我國的國民經(jīng)濟不斷加強，許多的高科技產(chǎn)業(yè)也得到了非常大的提高。加之我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，機械電子工程的發(fā)展對于我國的經(jīng)濟可持續(xù)增長具有非常重要的意義。所以我們要在實際工作中不斷地對其進行研究，進而不斷促進其發(fā)展。因此，需要從不同的方面入手，對控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用進行深入分析，并加強其應(yīng)用效果評估，以便滿足機械電氣工程的實際發(fā)展需求。在此基礎(chǔ)上，有利于加快我國經(jīng)濟社會發(fā)展速度。

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