控制工程在機械電子工程中的作用

張鵬

（駐馬店技師學院，河南 駐馬店 463000）

控制工程主要以工程控制理論為基礎，融合了信息理論、計算機理論等相關概念，在處理自動控制系統中，能處理各種問題的新興技術，在社會發展中發揮了重要的作用。控制工程作為一種綜合型學科在很多領域中都應用廣泛。

一、控制工程的介紹

控制工程是一門處理自動控制系統中各種工程現實問題的綜合性工程技術。控制工程中包括對自動控制系統規定指標、進行設計、進行構造、運行、分析和檢驗等過程。控制工程是在機械工程與電氣工程的基礎上發展而來。控制工程綜合了計算機理論和信息理論，并以工程控制論為基礎，在各個工程學科中都廣泛得到應用，例如在機械工程、電氣工程、土木工程等領域的應用。現實生活中，控制工程融合了電子技術、計算機技術和自動控制技術等多個學科的知識。在這些科學技術的幫助下，控制工程獲得了不斷地完善和發展，在實際的應用中發揮著越來越重要的作用。控制工程應用的控制理論有兩種：一種是“古典控制理論”，另一種是“現代控制理論”。“古典控制理論”主要是以傳遞函數作為基礎，用“古典控制理論”可以將電子技術和計算機進行結合，從而實現控制工程功能的強大。“現代控制理論”是以“古典控制理論”為基礎，利用狀態空間方程，研究多個輸入、多個輸出、非線性和變參數等控制系統中的問題。在機械工業的快速發展下，出現了許多新型的控制系統和新型的智能機器人，更是促進了控制工程的飛速發展。

二、控制工程在機械電子工程中的作用

（一）智能控制系統的應用

所謂的智能控制系統是人工智能和計算機技術相融合，智能控制機械電子工程當中的一些操作，讓機器人像人一樣進行工作。對于機械電子工程中的某個步驟，智能控制系統能夠用人工智能化的手段進行控制。這樣的控制平臺和控制模式與大腦思維模式大體相同，主要是因為智能控制系統在機械電子工程的應用過程中可以自主獲取所需信息，自動化的程度得到了很大的提升。智能控制系統在電子工程中的合理運用能夠提高工作效率。同時，智能控制系統的應用能夠提升機械電子工程操作的可靠性。此外，智能控制系統可以大大節約機械電子工程中的人力與物力，從而降低了施工成本，有利于整體收益的提升。

（二）預測控制在高速液壓機中的應用

當前在液壓技術發展過程中，高壓高速化是發展趨勢，但在生產過程中隨著壓力以及速度的不斷提高，在相應壓力增加的環境下，就會導致系統精度下降。而通過預測控制系統的應用，能夠有效的解決液壓高速高壓化產生負面的問題。在實踐過程中，該控制的應用原理主要是搜集相關系統輸入的歷史數據。輸出的預測模型建立之后，以結合預測模型得到的結果為基礎，全面的對系統誤差進行計算分析。最后，在得到計算結果后，采用該結果對控制對象進行處理，使該環節不會受到外界因素的影響，能夠得到較高的精確度，因此特別適合在快速預測控制系統中應用。

（三）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。

（四）模糊控制系統應用

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，逐漸出現了模糊控制系統。該種控制系統的應用主要是依照其運行特點將其運行在簡單的生產制造業當中[4]。由于機械工程的制造與加工流程是一種復雜、繁瑣的過程。在對機械工程進行創造與建設的過程中，利用傳統的控制方法對其進行建立較為困難與復雜，進而導致機械工程在具體的使用過程中出現自動化控制效果不佳的問題。該種問題的出現不僅不利于我國控制系統的后續應用與建設，而且對于機械工程的建設也具有一定的消極影響。故而對模糊控制系統進行研究與應用。模糊控制系統在具體的應用過程中不僅能夠將復雜繁瑣的流程進行簡化，將負責的問題進行直觀的解決與處理，而且還具有簡單靈活的使用特點。利用模糊控制系統對電子程序進行編制，將促進電子程度編制過程的簡單化，降低制作的難度與成本。同時，對電子程序進行模糊化空控制還將避免數據研究與的精確化，進而降低生產與研究中的難度。在對該種控制系統進行應用時，僅需要對輸入量的合理偏差范圍進行確定，并將合理的偏差范圍輸入控制系統中，進而便可達成工業生產的目標。

結語

本文通過對控制工程與機械電子工程進行簡單闡述，進而分別從智能控制系統應用、模糊控制系統應用、神經網絡控制應用三方面對控制工程在機械電子工程中應用的現狀進行詳細的研究與探討，并對控制工程在機械電子工程中應用的發展前景進行詳細的研究與分析。經過對課題內容進行詳細的研究與分析得出結果表明控制工程應用與機械電子工程的研究領域中依舊存在一定問題。因此，在未來的研究中應進一步對控制工程進行詳細的研究與思考，希望本文能夠為控制工程在機械電子工程中的應用研究提供幾點可行性建議，并為控制工程在機械電子工程中應用的發展提供積極的促進作用。