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在汽車控制中的主要應用進行了介紹，之后分析了自動控制技術應用到汽車控制中的巨大潛力和優勢，最后結合當前技術水平和網絡化發展趨勢，對自動化技術應用在汽車中需要解決的關鍵技術問題進行了研究。

關鍵詞： 機械自動化;汽車;人工智能;關鍵技術

在電子技術與計算機技術迅猛發展的今天，海量數據的處理和計算成為了可能，借助高性能計算機設計的自動控制系統得到了廣泛關注和研究。隨著當前汽車數量的激增，導致公路路況愈加復雜，對汽車行駛的穩定性和安全性有了提出了更高的要求，與此同時傳統的控制技術在應對汽車中復雜的機械及電氣控制系統已經顯得有些力不從心。為了解決這一問題，將人工智能應用到現代汽車控制系統中已經成為了汽車工業發展的一個必然趨勢。

現如今，在應用機械自動化技術的過程中要注重發揮先進的功能，達到自動化控制的目的，要求技術人員需充分了解自動化技術的特點和操作方法，在對汽車進行監測時，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，在實際應用中機械自動化技術最大的優勢和功能，就在于控制步驟簡單、便捷，而且，具有很多高科技，比如：在控制監控系統時，運用傳感功能隨時了解到汽車行駛路程和內部零件運轉情況，一旦發現問題和故障，全程監控的傳感器，就會自動顯示出損壞位置，及時發現汽車存在的隱患，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非常重要，有利于提高實時控制系統的有效性和準確性。

一、機械自動化技術在汽車控制中的主要應用

機械自動化技術目前在電氣自動化控制的應用主要集中在設備自動控制，設備故障診斷與告警，智能汽車發展等。

（一）設備自動控制

為了更好的適應復雜多變的路況，同時簡化駕駛員的操作，大量閉環自動控制系統開始應用在汽車設計之中。控制系統通過各類傳感器對汽車運行狀態數據信息進行采集，之后將采集到的數據傳輸給汽車控制計算機，控制計算機通過對數據進行處理、分析實時調整汽車的行駛狀態。通過自動控制系統，駕駛員只需要通過簡單的指令下達，控制系統就會指揮各個部件完成復雜的機械傳動

（二）設備故障診斷與告警

由于汽車結構越來越復雜。為了防止因單一的機械結構出現故障而對其他機械和電氣結構造成影響，同時實現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備維護維修，需要在汽車中的部分關鍵結構中加入自動化控制。通過安裝傳感器等監控裝置實現汽車各個部件工作狀態的實時監控。一旦汽車某關鍵設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，控制中心接收到數據便可以及時采取措施故障預警或者緊急制動措施，保證汽車行駛安全。

在汽車控制中應用機械自動化技術，要注意結合網絡技術，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，便可得出精準的檢測結果，從而判斷出汽車內部存在故障的原因，盡快落實相應的解決方法，有效提高處理效率，避免意外發生。因此，為了全面排查出汽車可能存在的隱患和故障，要注重應用機械自動化技術，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護的零件，充分體現出自動化技術在汽車控制過程中應用，對于消除隱患和檢測故障起到至關重要的作用，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，一旦發現問題，汽車控制系統就會自動控制和處理，展示機械自動化技術的優越性和先進性。由此可知，檢測方式更便捷，各個環節都體現出自動化的水平，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

當前，機械自動化技術在汽車控制中廣泛應用起來，從而全面控制汽車的安全設置系統，最為主要的目的就是，確保汽車在行駛安全穩定。因此，可以汽車的控制系統，按照規范的步驟安裝自動化的裝置和設備，隨時查看到汽車內部結構，以及整體結構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，及時發現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，就可以根據反饋的信息，快速掌握汽車系統，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，機械自動化技術具有實際應用價值，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的發出的信號，當發現緊急情況，控制裝置和傳感器會自動處理，進而呈現出最佳的處理方案，便于車主快速反應做出判斷，避免危險事故發生，進一步提高汽車安全性和穩定性，為了確保汽車系統始終平穩，要重視運用機械自動化技術，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境感知、規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，它集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術，是典型的高新技術綜合體。通過在普通車輛的基礎上增加了先進的傳感器（ 雷達、攝像） 、控制器、執行器等裝置，實現與人、車、路等的智能信息交換，使車輛具備智能的環境感知能力，能夠自動分析車輛行駛的安全及危險狀態，并使車輛按照人的意愿到達目的地，最終實現替代人來操作。

二、機械自動化在汽車控制中的優點

將自動控制系統應用到汽車中，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設備的自動控制。在設備控制的參數調節，控制誤差的控制控制響應時間上，自動控制系統與人相比都占據很大優勢。當前汽車結構日益復雜，控制逐漸向高維度，多耦合方向發展，傳統的控制方法已經難以滿足控制實時性要求。同時摻雜了人工智能技術自動控制系統可以感知周邊復雜環境，具有強的適應能力。其在控制過程中不需要了解被控對象的精確的數學模型，具有極強的通用性。

三、機械自動化在汽車控制中的關鍵技術問題

（一）數據傳輸的實時性和準確性

要實現汽車的自動控制，首先必須保證控制機構與執行機構，控制機構與傳感器網絡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數據傳輸給控制器，控制器通過分析數據判斷受控組件是否發生故障同時快速地生成控制指令并傳輸給執行機構。在數據傳輸的過程中還需要注意數據傳輸的準確性，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構組織

要想實現汽車控制高效、穩定，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構進行科學劃分。在各組件分散控制的基礎上，將數據匯總到總控計算機，由總控中心和各獨立控制組件組成控制網絡，實現全局性的自動化控制。

（三）人工智能的應用

目前人工智能已經在電氣自動控制領域得到了較為廣泛的應用。在未來的汽車自動化控制領域，人工智能將會逐漸取代人類。同時自適應，高集成度的汽車控制系統中會嵌入多個智能AI。系統會具備更加強大的學習能力，具有自我完善和進化的能力，在不斷的訓練和學習中，其適應能力也會大大提升，其控制的實時性，魯棒性都會有很大提升。伴隨著大數據時代的到來以及物聯網和云計算的發展，在未來智能控制會與網絡結合的更加緊密，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。

四、結語

機械自動化技術在汽車控制中應用已經成為一種必然趨勢，在運用的過程中可以隨時掌握汽車行駛狀態，一旦發現汽車內部存在故障，便會自動發出提醒，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值得廣泛推廣和應用，有利于提升自動化水平，從而促進進行機械行業長久發展。