控制工程在機械電子工程中的應用

狄磊 劉云濤 劉代苓

摘要：在科學技術水平的進一步提高下，機械電子工程中對控制工程的應用需求也在不斷加大，控制工程對機械電子工程的發展起到了促進作用。本文先就控制工程和理論發展以及機械電子工程中控制工程的應用發展趨勢加以闡述，然后就控制工程的實際應用詳細探究。

關鍵詞：控制工程；機械電子工程；應用

中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A文章編號：2095-3178（2018）19-0329-01

引言

控制工程對機械電子工程的發展提供了良好技術支持，機械電

子工程發展也對控制工程進步奠定了基礎，所以兩者之間的發展是相互促進的，通過從理論層面深化控制工程的應用研究分析，對機械電子工程的進一步發展有著積極意義。

1控制工程與機械電子工程概述

控制工程的出現是將工程理論與計算機技術兩者進行結合而形

成的一種工程概念。在該種工程運用的過程中主要是在電子工程領域中進行應用，多在自動化技術中出現并被使用。在對控制工程進行應用的研究過程中，主要是對輸入、輸出、改變參數等設計進行優化升級，已達成對機械設備進行控制的作用。由于控制工程自身的使用特色，使得其在多種機械電子工程技術中得到廣泛的使用。機械電子工程是指采用模塊化方式來進行系統操作的電子工程。在其構造中存在著簡單的結構特性以及便于使用的應用優勢。故而其在我國工業生產中被大量應用。隨著我國科學技術的深入研究與發展，機械電子工程的復雜性以及應用的需求不斷提升，進而推動著機械電子工程的性能也不斷提升。在性能提升的過程中，主要是將機械工程技術與計算機技術進行統一的結合，進而優化機械電子工程的性能。

2控制工程在機械電子工程中的應用

2.1機械磨削精度控制中的應用

在進行機械元件的生產時，需要追求高精密和高質量的目標。想要生產出綜合質量更高的機械原件，對加工這些元件的設備要求也更加的高。比如在生產螺紋磨床的時候，機械設備需要對將要被生產出來的機械元件進行多角度的磨削。具體進行機械磨削所產生的誤差會影響設備本身的性能。在進行磨削時所掌握的力度，以及磨削的環境都會使機器元件的磨削產生誤差。在通過專家精度控制系統時進行綜合分析有可能影響螺紋磨削誤差的各個因素，對螺紋磨削過程實行智能化、動態化的補償控制，并設置一些可以與控制相適應的目標來達到誤差降低的效果，機械元件進行磨削時值精度就可以得到提升。

2.2模糊控制技術的應用

模糊控制技術的應用也是比較重要的，這一控制技術能將復雜

生產簡單化呈現，把原有復雜計算編程轉變成簡單編程。模糊控制技術的實際應用當中，通過這一控制工程技術在對復雜化機械技工任務的處理上就比較的便捷，能有效實現問題的簡單化處理目標，控制效果也比較突出。在控制工程當中通過模糊控制對基本數據的支持，能改變速率實現優化控制的目標。加工輸入量在合理偏差范圍中，就能達到優化控制目標。

2.3神經網絡控制應用

隨著我國控制系統的研究逐漸深入，在現階段機械電子工程的

控制系統應用中，逐漸出現了神經網絡控制。該種控制系統是建立在生物學基礎上的控制系統。該種控制系統的實現主要是將多個簡單的網絡神經元進行連接，進而形成一個網絡。在實際的連接中，每個神經元都具有簡單的特性，但將所有簡單的神經元進行連接后，

將會形成一種高度復雜的神經網絡控制系統。該種神經網絡控制不僅可以對信息數據進行高速高質的大規模處理，而且還具有著較好的學習能力。故而，該種控制系統在機械電子工程控制的系統中得到了大范圍的應用，通過該種控制系統的應用對生產的效率進行大幅度提升，并且也在一定程度上提高了機械電子工程行業進行生產中的安全性系數。

2.4預測控制

控制工程中的預測控制技術可以運用于高速液壓機中，技術的

創新和實現都可以為更好的提供各類服務滿足需求，因此高速液壓機的發展也有了很大的進步，可操作性提升。但是液壓機承載的壓力更加大，超出系統的負載慣性在測量過程中會出現數據偏差的極大可能。預測控制的運用情況可以通過實際系統情況建立相對應的控制模型，在預測模型的基礎上得出對應的預測輸出值，并且通過數據運算得出系統的誤差值變化率。預測控制可以有效的將高速液壓機的消極方面控制在合理的范圍內，特別是預測控制的控制器的輸出問題可以更加明確，從而解決一系列高速液壓機帶來的不利問題。因此，預測控制可以在很大程度上為機械電子工程帶來較大的便利，使整個機械電子工程行業更加平穩的發展。

2.5魯棒控制的應用

在控制系統中，魯棒性指的是在受到外界因素影響下，控制系

統的某個部位能夠保持正常的運轉狀態，能夠按照設定好的內容進行操作。因此，在機械制造過程中，多變量型魯棒控制系統得到了廣泛的應用。例如，在進行柔性臂軌跡制造時，通常采用的是滑膜變的結構控制方式進行處理。在操作階段中，通過該方式的應用將慢變控制器研究出來。然后使用H∞的控制理論對研究出來的控制結構進行分析。在該環節中若采用補償控制算法進行補償控制計算，

就會在一定的范圍內提高滑膜變結構與H∞控制理論相結合的控制水平，能夠切實提高控制系統的精確性。

3控制工程和理論發展及在機械電子工程中發展

趨勢

3.1控制工程和理論發展

控制理論在十八世紀英國技術革命時期發展，在電氣工程師的

不斷研究探索下，對控制分析系統的科學性以及系統化發展打下了基礎。進入到新世紀，二十一世紀是信息技術的革命發展時期，計算機通信技術以及控制技術等都是重要的技術發展的產物，控制技術是計算機產業發展的基礎，并在發展中成為基礎科學，其控制的理論思想，在諸多領域得到了廣泛應用。如系統結構以及反饋調節系統的應用，控制理論和控制工程在科學領域發揮著重要作用，其獨特性以及普適性的優勢特點也比較突出。控制理論以及控制工程當中對PDI控制器以及Kalman濾波器是比較重要的研究方法，自動控制系統通過自動化儀表以及控制目標構成，在實踐當中的應用比較廣泛。

3.2控制工程在機械電子工程中發展趨勢

控制工程作為處理自動控制系統中問題的綜合技術，其主要是

控制理論的應用基礎上，將信息理論以及計算機理論等進行了融合應用，形成了新的技術。控制工程在諸多領域當中都有著應用，帶動了應用領域的發展，控制工程應用在機械電子工程當中，對提高機械電子工程的發展水平就打下了基礎。古典控制理論以及現代控制理論是不同的控制理論，在實際應用中有著不同的特性。從控制工程在機械電子工程當中的發展前景能夠看到，控制工程的技術會不斷升級，對機械電子工程的技術水平提高也會起到積極促進作用，

互聯網技術的迅速發展下，在諸多領域的應用會愈來愈明顯。可持續發展理念的深化下，控制工程在機械電子工程當中的應用也會向著可持續的方向轉變，對環境友好型的發展會愈來愈重視。

結語

綜合以上敘述，各個行業在發展過程中想要切實的提高企業的

經濟效果以及收益，就必須要重視自動化控制系統的應用。自動化控制系統，在應用過程中給各行各業的生產帶來了便捷性以及高效率的回報。在機械電子工程中，該系統應用需要結合實際情況，做好各方面的控制，從而保證控制系統能夠得到合理的應用。

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