智能控制工程在機械電子工程中的應用

馮建軍

摘要：科學技術的發展進步促進了機電一體化水平的提升，同時，智能控制工程也被大量的應用于機械電子工程中，進一步提升了機械電子產品的實用性和操作性，滿足了機械電子產品智能化和自動化的多元功能，解放了人工勞動力，為企業降低生產成本，提高生產效益奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：智能控制工程；機械電子工程；應用

近年來，伴隨著國民經濟發展，我國綜合國力進一步提升，同時帶動了經濟和科技發展，機械電子工程作為科技發展領域的一項重要工程，其自動化控制工程的應用對機械電子工程的進一步發展去起到很好的促進作用，進而實現了自動化和智能化發展。因此，將自動化控制工程靈活的應用于機械電子工程中具有非常重要的意義。

一、智能控制工程的概述

智能控制工程是一種新興的控制方式，是在控制論的基礎上出現的一種現代化控制工程，主要是對現代化理論的應用，例如，對計算機理論以及信息技術理論的應用，通過計算機模擬人腦的思維方式，然后將這種方式應用到自動化控制工程中，從而實現對各系統甚至是工程領域的自動控制，進一步提高工程的可操作性，解決了傳統控制技術當中不能解決的問題。不僅如此，實際應用中的智能控制工程還融入了較多的現代化技術，對于控制工程的穩定性和實用性有了很大的提升。目前很多行業中應用智能控制工程，主要是將現有的技術設備與智能控制工程結合，讓自動化控制程序深入到系統當中，對整個系統起到協調控制的作用。

二、智能控制工程應用于機械電子工程的發展前景分析

智能控制工程在機械電子工程中的應用發展前景主要體現在兩個方面，首先，控制工程技術的發展會進一步促進機械電子工程技術的發展和創新，在互聯網發展的推動下，控制工程與機械電子工程也會實現網絡化應用，在更多領域被廣泛的應用。其次，基于當前可持續發展的主題，智能控制工程和機械電子工程都需要注重可持續發展，保護環境和節約能源方面越來越受到重視，未來的社會發展需要構建環境友好型社會，因此，不斷開發新的技術，加強新技術在科技發展中的應用，是智能控制工程和機械電子工程發展的關鍵所在。

三、智能控制工程在機械電子工程中的具體應用

（一）機械電子工程中對模糊控制系統的應用

模糊控制系統是沒有精確的控制數據模型的系統，它主要是將實踐者的控制知識以不同于以往數據模型的語言變量描述出來，然后應用這些語言變量規則來實現對系統的控制。模糊控制系統不同于傳統的控制方式，不會大量增加人員工作量，相反，是通過一個誤差范圍實現對控制工作的精準定位，將控制工作限制在一定的范圍內進行，進一步降低了自動化控制的難度。在實際工作中，工作人員需要對生產工作的合理誤差范圍進行有效的確定，進而更加精準的實現模糊控制技術對機械電子工程領域的控制。例如，在機械電子工程電熱爐設計中，爐溫受到多種因素的影響，容易出現波動，采用傳統的控制技術無法建立精確的控制模式，而模糊控制系統就適合應用于數學模型復雜的控制系統，在電熱爐設計中的應用最為適合。

（二）集成自動控制技術在機械電子工程中的應用分析

集成自動控制技術作為智能控制技術中的一個重要技術，主要來源于信息技術的發展，通過對信息技術的創新能夠實現對機械電子工程的有效控制。集成控制技術應用于機械電子工程中可以實現多臺機械電子設備的統一管理，確保設備優勢的有效發揮，促進設備之間的協同合作，有利于生產效率和生產質量的提升。不僅如此，集成自動控制技術能夠實現資源和信息數據的整合，將設備運行情況以及生產信息進行整合，最后采取有效控制方式，最終實現多臺設備的集成控制。在科學技術不斷發展的過程中，集成控制技術也在不斷改進，在原有控制系統的基礎上，相關研究人員又研發了一種具有柔性自動控制的集成控制系統，將這種系統在機械電子工程中加以應用，對于相關產品的生產和制造具有很大的促進作用，實現產品生產的有效性。

（三）機械電子工程中對神經網絡控制技術的應用分析

神經網絡控制技術是基于人類的神經系統原理而產生的，人類的神經系統中具有多種神經元，通過大腦對神經元的控制進一步實現對人類全身的控制，神經網絡控制技術也是如此。建立完善的網絡控制系統，能夠對某一個區域內的機械電子設備實現控制，增強控制效率的同時還可以降低人工控制的強度。此外，利用神經網絡控制技術能夠統一處理神經元收集的信息，再將統一處理之后的信息一一反饋給神經元，通過神經元發出的指令來實現對機械電子設備運行方式的支配。自動化控制和智能控制的實現都離不開神經網絡控制技術，因此，神經網絡控制技術是自動化和智能化實現的關鍵，同時也會成為機械電子工程在未來發展的主要方向和著力點。

例如，在數控設備中應用神經網絡系統，不僅解放了人工勞動力，減少了人工控制的成本，還可以實現對系統參數的統一鑒別和系統信息的統一處理，有利于工作效率的提升。

（四）機械電子工程中對預測控制技術的應用分析

預測控制技術應用于機械電子工程中，可以實現對相關設備運行情況的預測，根據相應的預測結果實現對機械設備的控制，更好的滿足行業發展的要求。例如，高速液壓機的運行情況來看，為滿足生產需求，首先要提升高速液壓機設備運轉壓力和運轉速度，這樣一來，會增大設備所承受的荷載，導致液壓機在運行中出現超調現象，對其運行精度和運行安全都會造成影響。如果選擇在高速液壓機中應用預測控制系統，就可以根據系統的實際情況建立相應的控制模型，進而實現對高速液壓機運行速度和運行壓力的控制。預測控制技術能夠對高速液壓機的輸出值進行準確的預測，從而有效確定高速液壓機的運行誤差，在液壓機運行中對誤差進行有效控制，最終達到減小誤差甚至是消除誤差的效果。

（五）機械電子工程中對專家控制系統的應用

在機械電子工程中，系統性能的控制最為重要，然而采用傳統的控制方式難以滿足現代化控制需求，在實踐中，一些有經驗的專家通過自身操作經驗能夠完成控制問題，然后這種控制問題無法用計算機來解決，為使更多人解決這一問題，專家控制系統出現代替了人工直接行為控制。專家控制系統主要是對人們實踐過程中的規律知識進行挖掘總結，通過智能化的方式實現對這些知識的應用。例如，就機床加工零件的過程來說，收到環境因素的影響較大，利用專家精度控制系統，能夠促進機械加工過程的智能化補償控制，而這種智能化補償就是對機械加工中影響誤差值的因素進行分析，以此設定有效的控制方式，減小機械加工誤差，提高加工精度。

結束語：

人工智能技術作為一種新興產業在各行業中被廣泛的應用，它的發展為機械電子工程智能化提供了技術支撐。因此，將人工智能技術應用于機械電子工程中，對我國制造業水平的提升有很大的促進作用，同時還可以促進我國實體經濟的發展和轉型。

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（作者單位：濱州市技術學院）