淺談控制工程在機械電子工程中的應用

毛彩俠

摘 要：控制工程是機電一體化的關鍵組成部分，能直接影響整個機械電子工程的實際運行。本文闡釋了控制工程應用于機械電子工程中的具體內容，供相關人員參考。

關鍵詞：控制工程；機械電子工程；柔性臂；數字控制機床

前言

科學技術與社會經濟的進步發展中，機械電子相關技術的進步發展促進信息化與智能化的實現，其時代發展的必然產物。對于現代社會來講，技術操作者把電子信息相關技術融合在機械電子相關技術中，基于控制系統把機械電子工程的內容進行合理設計，能夠實現更為優質的精準性和安全性，這能夠切實推動國民經濟的進步與發展。

1 控制工程的含義

控制工程指的是在信息技術和計算機技術相結合的條件下，以控制理論為基本指導思想，實現對機械操控的自動化管理過程，此即為控制工程的基本涵義。近年來，隨著控制理論和技術的不斷完善和發展，控制技術得到了進一步普及和應用，在許多大型機械的制造過程中發揮著不可替代的作用，充分實現了自動化操作流程和管理模式[1]。機械電子工程是機械工程和電子工程的總稱，相對于傳統的機械工程而言，機械電子工程以其融合性和綜合性等特征，對產品的生產效能和工作性能都有一個巨大的提升。受各種技術的影響，機械電子工程技術的好壞將決定整個控制系統的穩定和安全。

2 控制工程的基本作用

首先，控制工程與傳統的機械工程不同，機械電子工程的設計對象是實踐性合同；面對自身的核心技術和多種應用方式，控制工程通過策略化來實現目標任務，具備極強的操作性和應用性。其次，控制工程具備優良的使用性能和便捷的操作方式、簡單的空間結構，可以解決復雜的問題，通過全面的綜合機械技術進行理論的論證和實踐運用以達到理想的效果。最后，現代控制理論主要依據空間線性方程，探究和解決多輸入與非線性等常規問題，特別是在機械工程活動中尤為重要，這也為控制工程的廣泛應用奠定了良好的理論技術支持，是實現科學化生產的理論技術支撐。

3 控制工程在機械電子工程中的具體應用

3.1 高速液壓機

當前液壓機的發展主要是速度與壓力方面，可是因為速度、壓力層面的逐漸提升，需要承受的壓力不斷增加，慣性作用就更大，致使系統中的所有機體的運行更加緩慢，運行效率走低的狀況，為此，通常會應用預測控制的方式，預測控制能將這一狀況解決掉，預測控制的機理就是在問題產生之前針對所有系統數據信息進行采集，并在此基礎之上構建預測模型，基于預測模型的輸出計算誤差，使用計算機算出結果，明確控制器的位置，實現提前進行控制的目標，這種方式通常都是用在數控信息比較少的現象中，且沒有外力因素進行干擾，這樣所輸出的數據信息更加精準。

3.2 柔性臂的軌道跟蹤

在諸多外力因素影響之下，依然能夠保持不變的控制系統是魯棒，因此魯棒在工業現場當中的應用是關鍵的指標，其是控制系統中的關鍵組成部分，是控制工程應用于工業行業當中的前提，柔性臂是針對參數系統的輸入與輸出，最為關鍵的特征就是綜合了大幅度的運行以及小幅度的彈性震動，由于運動的復雜性與特殊屬性，更會遭遇諸多未明確因素的影響，因此控制柔性臂是非常困難而復雜的，這個時候需要使用架設模擬的方式進行解決，針對未明確因素，使用軌跡控制計算法，讓系統能夠精準地追查到目標運行軌跡的形態，以實現精準有效的處理。

3.3 機械消磨的精良程度控制

在整個機械電子工程當中，消磨過程當中如果能夠軸向、縱向一起實施，那么零件精良程度就能達標，在針對機械消磨精良程度控制工作中使用專家控制體系，在消磨處理過程當中，很有可能會出現多種形式的誤差。

3.4 機械加工處理

機械加工處理過程較為復雜，因此使用常規控制方式來構建數學控制模型是非常困難的，也無法實現要求的精準程度，自動控制無法實現理想的成效，鑒于此需要在實際加工過程中使用模糊控制，模糊控制能夠把原本繁復的轉化成更加精簡的控制方式，計算方式也會更為靈活，模糊計算方式無需針對控制對象實施精準的數字描述，只需要輸入對應的測量數值，以及設定好的變化條件，就能夠計算出最為優質的輸出數值，當前很多機械電子工程項目中都使用模糊控制的方式，已經獲得非常可觀的成效，其提升加工處理工作的效率，更推動了控制工程的進步與發展。

3.5 數字控制機床

神經網絡控制如同人類的大腦一般，由無數個神經元共同連接而組成，大腦基于對這些神經元的有效支配來實現對身體的有效控制，神經元在構造、功能等層面上的表現較為簡單，可是整體的網絡系統的確非常復雜。神經系統最大的優點就是其可以針對信息數據等進行大規模、有效的加工處理，并且這個神經系統能夠對人類大腦進行模仿，基于現代信息化與智能化的導向，在自動化控制領域中具有良好的發展前景，其將來一定會獲得巨大的創新發展，神經系統會更加健全與完善，能夠滿足人類更加具體的要求。

3.6 控制工程在智能控制系統方面的運用

智能控制系統的實現是通過整合人工智能和云計算技術來實現智能控制操作的。以人工來模擬機械電子的有關操作方式，使得機械電子可以像人那樣進行數據操控的工作；另一方面，智能控制系統還能夠實現機器人如同人一樣的思維模式，從事有關數據操控和管理等工作。智能控制結合人工智能使得機械化的生產變為現實。再者基于生物學基礎，電子網絡控制以看似簡單的組合方式匯聚成煩瑣的網絡結構系統，將大量的數據進行有效處理和操作，使得實際生產過程中的生產模式得到優化和提升，取得了非常好的控制效果。

4 結束語

控制工程在機械電子工程中的地位是不可或缺的，對機械電子工程的現代化應用起到至關重要的作用。伴隨著控制理念和技術的不斷更新和完善，控制工程與機械電子技術的結合是時代發展的必然趨勢。本文對控制工程在機械電子技術中的運用做了大量的探究，提出了具體的方案和措施，以期推動我國工業體系的進一步發展。

參考文獻

[1]陳佳盼.機械電子工程節能控制技術研究[J].科技創新與應用，2017（09）：47-48.

[2]楊文剛.工程機械電子節能控制技術研究電器控制設計要訣[J].工業設計，2015（10）：112-113.

[3]朱穎.控制工程在機械電子工程中的應用[J].電子技術與軟件工程，2015（05）：157-158.