機械電子工程中控制工程的實際應用

陳 晨

（華通譽球通信股份有限公司，哈爾濱 150080）

1 控制工程在機械電子工程中的應用

（1）機械加工過程控制中的應用。隨著機械加工流程呈現出復雜化、多元化發展態勢。對此，傳統的機械加過過程控制方法已經無法滿足實際需求。而模糊控制理論的提出與技術的實踐，以“算法靈活性”、“復雜問題簡單化”、“編程易操作”等特點，傳統控制系統存在的弊端得以改善。同時模糊控制通過測量值與變化率的設定與輸入使系統實現了優化控制。

（2）高速液壓機控制中的應用。液壓機作為工業生產中應用較廣的機械設備，實現高速度、高壓力化發展已成為液壓機創新生產的必然趨勢。而壓力與速度的提升，對系統控制范圍與精度產生了一定的影響。對此，為滿足機械設備實踐需求，降低設備系統的消極影響，可采用預測控制原理，在數據整合分析的基礎上建立預測模型，預測計算液壓機操控系統的誤差變化率，并在此基礎上進行控制器輸入與輸出值的確立，降低外界因素對系統的影響。

（3）數控機床控制中的應用。在機械電子工程中，數控機床是控制工程神經網絡控制應用的典型代表。神經網絡控制是基于生物仿生研究基礎上形成并發展的。網絡神經元通過彼此之間的相互連接，形成相對復雜的網絡控制系統。這種神經網絡系統不僅能過對數據信息進行大規模處理，也能過具備如人腦自我組織與學習能力，提升了控制系統的自動化水平。而數控機床作為機械生產中不可或缺的自動化設備，其各種功能的實現，如機械元器件切削，則是基于神經網絡控制系統的有效應用，通過系統識別、參數處理下得以高效率、高質量、高精準實踐操作的。

（4）集成自動控制。集成自動控制技術是在信息技術的基礎上發展而來的，在機械電子工程中應用集成控制技術能對生產過程中的多臺機械電子設備進行統一管理與控制，充分發揮各種設備的優勢，使各種設備能夠協同合作，大大提高了生產效率和生產質量。集成自動控制技術可有效整合各種設備的運行情況和生產信息，進而采用最有效的控制方式，實現多臺設備的集成控制?，F如今，隨著科技的不斷發展，集成自動控制系統也得到了優化和改進，科研人員在原有控制系統的基礎上，又研發出了具有柔性自動控制的集成控制系統。將新型集成控制系統應用于數控機床及相關機械電子設備中，能夠更加科學、高效地完成相關產品的生產與制造。

（5）智能自動控制系統的應用。計算機網絡系統與人工智能相結合就簡稱智能控制系統。在這種高智能系統的控制模式下，智能系統能夠自主的收集和分析資料，模擬著人的中樞神經系統，進行著機械化的規模化的生產，這樣的工作效率將會遠遠的高于人工的生產模式，而且相較于人工生產的各種不確定性，智能生產模式可以更好的把控流程，產品的質量也會均衡，不會再出現良莠不齊的情況，不僅節約了人力物力資源，還大大提高了生產效率，增加了企業的收益。

（6）魯棒性的運用。魯棒性是指設備在受到外界干擾的情況下，控制系統仍能保持原有的性能，進而對設備進行有效控制的特性，這種特性對于實現機械電子工程智能控制來說具有非常重要的意義。所以在機械電子工程智能控制功能的研究過程中，相關人員必須要重視魯棒性的價值。對于柔性臂軌跡制造來說，常常用到滑膜結構進行控制，之后又在此基礎上研制出慢變控制器，最終基于Hx的控制理論，開發出魯棒控制器，并對于系統控制器進行相應的結構優化。正因為如此，相關人員在進行對操作軌跡的模擬研究環節進行補償控制計算時，應當采用補償控制算法，確保滑膜結構能同Hx控制理論進行組合性控制，確?？刂葡到y在目標軌跡運行過程中進行控制的精度。

（7）模糊控制系統的應用。在機械工程的整個系統里，加工流程是相當復雜的，如果在機械工程的加工過程中運用傳統的控制方法，去建立一個模型，那是一個相當難以完成的工作，問題就會直接暴露在自動化的控制系統上。但模糊工程可以將系統的程序編制簡單化，能很好的解決上述產生的問題，不會對機械電子工程的內部運行的數據進行深入的干擾，只是在運行的過程中，簡單的保證數據的輸入量，保持數據在要求的范圍內。

（8）專家控制的應用。在普通螺紋磨床的生產過程中要保證工件在消磨中軸向和縱向的運動必須同步，傳統的生產模式一般是靠機械傳動，會有誤差會，而且生產過程中的環境溫度、磨削力都會對磨削的精度產生影響，而專家精度控制系統就很好的解決了這個問題。專家控制系統是補償機械工程在磨削的過程中產生的誤差，實現對磨削工程的動態智能補償。專家控制系統的工作原理就是在加工的過程中，綜合考慮進來各種特征的誤差并設計相適應的控制規劃，減小螺距的誤差。

2 控制工程在電子工程中應用的未來展望

首先，控制工程技術不斷發展和創新，同時也促進了機電工程技術的發展。因此，控制工程和電子機械技術將被應用到更多的領域和更多的網絡開發中。其次，隨著科學發展觀的發展，未來的主題是可持續發展，在控制工程與電子技術發展過程中要注重環境的保護與能源的節約，要注重可持續發展，建設環境友好型社會在未來科技發展過程中很重要，新技術的研究是未來發展的關鍵。

3 結束語

目前，機械電子工程的首要任務是運用合理的高科技技術，使控制工程與機械電子工程融合更加熟練。機械電子工程中的控制工程應用存在很多問題。因此，有必要加大對高新技術的投入，加大技術人員的培訓力度，加大資金投入，促進機械工程的快速發展，充分利用發達的高科技網絡系統促進發展機械和電子工程。

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