淺談控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用

王彪

摘 要：機械電子工程，是現(xiàn)下社會中備受矚目的工業(yè)行業(yè)之一，其同樣也作為我國最為重要的核心產(chǎn)業(yè)之一。在如今知識時代的大背景之下，因為科學技術(shù)和信息軟件的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這同時也推動了現(xiàn)在機電一體化的整體發(fā)展進程。而此時控制工程的使用價值和應(yīng)用價值也越來越明顯。針對以上可能出現(xiàn)的問題，本文主要就是從控制工程和機械電子工程的簡單概述出發(fā)，并對現(xiàn)在市場應(yīng)用中前者在后者范圍內(nèi)的應(yīng)用做出分析，以供同行相互學習和借鑒。

關(guān)鍵詞：控制工程;機械;電子工程;應(yīng)用

0 引言

在21世紀以來，如何評價一個國家是否在進步，就是要看其科學技術(shù)和機械水平的發(fā)展和開發(fā)程度是否在持續(xù)進步。在我國現(xiàn)下的科技發(fā)展中，因為信息化、智能化及多樣化的迅速發(fā)展，也造就了機械電子工程行業(yè)的迅速改變?？刂乒こ滔到y(tǒng)是整個機械電子工程當中的重要組成部分，其可以對現(xiàn)在的多數(shù)電子設(shè)備起著重要作用和產(chǎn)生重要影響。所以說，在機械電子工程的相關(guān)建設(shè)中，一定不能忽略控制工程帶來的作用和其建設(shè)。

1 簡述控制工程和機械電子工程

1.1 控制工程簡述

簡單來說，控制工程就是以控制理論為思想指導(dǎo)，與現(xiàn)有的計算機、信息技術(shù)等有機結(jié)合，并相互融合發(fā)展，實現(xiàn)工程的全自動化管控。在近些年來，隨著控制理論體系和控制實踐體系日趨完善，讓控制工程的技術(shù)水平也得以大幅提高，使其在眾多領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。

1.2 機械電子工程簡述

對于傳統(tǒng)的機械工程來說，因其擁有著顯著的綜合性、融合性特點，所以不僅會促進產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時還能提升機械設(shè)備的工作性能。其實，機械電子工程就是指機械和電子工程二者合一，互相融合，也就是“機電一體化”。我們所說的機械電子工程，就是在多種不同技術(shù)下，通過彼此間的結(jié)合和融合，以模塊化的形式來進行具體表現(xiàn)。機械電子工程可以受到各種技術(shù)影響，常見的有機械、自控、信息、電子技術(shù)等等，在這些技術(shù)當中，機械電子工程較為復(fù)雜，其在系統(tǒng)中的控制質(zhì)量好壞，可以直接對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。

2 機械電子工程的具體解析

其實，對于機械電子工程來說，其另一個較為大眾化的稱呼就是——機電一體化。機械電子工程的主要內(nèi)容，就是機械工程和自動控制的結(jié)合運用，具體包括基礎(chǔ)理論、具體機械制造方法、具體的計算機運用能力、具體對電機和系統(tǒng)的研發(fā)等等。而對機械電子工程而言，因其具有顯著的綜合性和概括性，其就是全面對機械工程加大宣傳和加強人才的學習和運用。主要是因為對機械電子工程來說，其本身就是在不同學科之間互相交流和融合的結(jié)果，是對各個專業(yè)技術(shù)的結(jié)合和統(tǒng)一。與控制工程相比較，機械電子工程要求的知識量和儲備范圍較高，主要是要求對綜合知識的結(jié)構(gòu)牢牢熟記和成熟運用電子技術(shù)。

3 控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用分析

隨著現(xiàn)下控制理論和技術(shù)的更新升級，現(xiàn)在的控制系統(tǒng)主要可以分為集約控制、智能控制和柔性控制，這三類系統(tǒng)因其獨特的優(yōu)勢在機械電子工程的實際運用中起到重要作用。

3.1 機械磨削精度控制

因為目前機械生產(chǎn)的各項生產(chǎn)工藝都提出了更為高質(zhì)量和高精密度的質(zhì)量，所以機械元器件的生產(chǎn)目標也有了大幅提高，一定程度上這對各項機械設(shè)備的磨削工藝有了更高的追求。而對螺紋的磨削過程要全面實行補償控制，接著要對這一生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生誤差的諸多因素展開綜合分析，并提出新的系統(tǒng)控制目標，進而達到降低誤差、提升磨削精度的目的。

3.2 機械加工過程控制

隨著機械制造行業(yè)火速發(fā)展，在機械的加工流程上各方各面也變得越來越復(fù)雜多元。所以說，現(xiàn)在傳統(tǒng)的機械加工過程控制方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實需求了。而對于提出和實踐模糊控制理論的及技術(shù)，以簡化問題、算法靈活、編程簡單的特點，全面改善了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的弊端。同時，模糊控制還通過對測量值和變化率的前期設(shè)定及定制輸入，可以在最大程度上對整個系統(tǒng)實現(xiàn)控制。

3.3 柔性機械臂軌跡跟蹤控制

柔性機械臂制造，這是現(xiàn)在機械制造行業(yè)中機械生產(chǎn)過程自動化控制的代表之一。因為現(xiàn)在的柔性機械臂采用是典型的分布式參數(shù)系統(tǒng)，存在的耦合性較強問題對控制系統(tǒng)的綜合要求也比較高。對于這種問題，可以采用滑模變的結(jié)構(gòu)控制方法對慢變控制器進行全面的研發(fā)設(shè)計，將最新的控制理論和對于魯棒控制器的研發(fā)設(shè)計應(yīng)用在需要的快變控制器中，通過慢變控制器和快變控制器的有機結(jié)合，可以將柔性機械臂存在的不確定性問題得以有效控制。通過全面的補償控制算法，要對機械臂的軌跡跟蹤做出精準的補償控制，進而實現(xiàn)柔性機械臂軌跡跟蹤控制的高精準性。

3.4 高速液壓機控制

液壓機是工業(yè)生產(chǎn)中非常常見的一種機械設(shè)備，在社會和科學各領(lǐng)域的高速發(fā)展之下，對傳統(tǒng)液壓機的速度和壓力水平也提出了更高更全面的要求，液壓機實現(xiàn)高速度和高壓力化發(fā)展已經(jīng)是當前社會的必然趨勢。而如果壓力和速度的各項參數(shù)都得到提升，也會對整個系統(tǒng)的控制范圍和精度產(chǎn)生影響。所以說，為全面滿足現(xiàn)在的機械設(shè)備在各個方面都能達到實踐需求，降低其消極影響，可用預(yù)測控制原理，在對數(shù)據(jù)進行整合和分析的基礎(chǔ)上建立模型，預(yù)測系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差變化率，最后在這個基礎(chǔ)上進行輸入和輸出值的確立，進而降低其他因素對系統(tǒng)的影響。

4 結(jié)束語

眾所周知，因為現(xiàn)在現(xiàn)代化發(fā)展的速度越來越快，而科學技術(shù)和信息軟件的發(fā)展對社會要求的最新型人才和科技運用上都是屬于最前列的，在更大程度上來說可以在保證技術(shù)發(fā)展的同時推動社會進步。而對于控制工程和機械電子工程這兩方面來說，其具體的定位、運用、前景都在人類的生產(chǎn)和生活中不可忽視，占據(jù)著重要地位。所以說，未來在對機械電子技術(shù)更加重視的同時，也要大力發(fā)展控制工程，進而為社會做出貢獻，推動國家全面發(fā)展。

參考文獻：

[1]余靜怡.機械電子工程中控制工程的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2020（09）：88-89.

[2]郭向榮.智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2020，51（06）：143+204.

[3]張晨，陳瀟鋮.智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)機，2020，51（06）：150.

[4]邊鑫.控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2020，51（06）：161.

[5]孟德益.控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用研究[J].農(nóng)家參謀，2020（05）：178.