探討在電子工程中控制工程的應用價值

王保云

【摘 要】在科技的不斷發展以及信息技術的革新的背景下，機械電子行業也得到了前所未有的發展，隨著市場競爭的不斷加強，機械電子必將面臨著新的機遇和挑戰，機械電子之間已經由傳統的能量的連接轉為智能化的連接形式。因此就要求我們對于機械電子工程中給予足夠的重視。我們需要在掌握最新發展動態的前提下，積極采用新技術，使二者之間的聯系更加緊密。

【關鍵詞】電子工程；控制工程；應用價值

改革開放之后，經濟快速發展，科技快速發展，綜合國力顯著提升，為迎合時代的發展，滿足社會經濟體制變遷需求，企業需要進行技術改革，研究新技術，分析新理論，提高技術水平與能力。調查研究顯示，控制工程為機械電子工程的發展創造了條件，同時，機械電子工程的快速發展也為控制工程的發展奠定了基礎，因此，研究控制工程在機械電子工程中的應用，提出一點建議與思考十分必要。

1控制工程與機械電子工程的概述

1.1控制工程概述

控制理論最早追溯于18 世紀英國科技革命，在蒸汽機的發明后，科學家嘗試一種基本控制原理--離心式非錘調速器原理用于控制蒸汽機的轉速，突破了原動力為蒸汽機的機械格局。經過越來越多的電氣工程師的努力研究和科學探索，發現的更加系統科學的控制分析系統。

進人21 世紀，IT 產業成為了世界的一大發展熱門，得到了蓬勃發展，主要包括以通信技術、控制技術和計算機技術等。IT行業的基礎可以說是控制技術，其慢慢地作為一門基礎性科學收到眾多人的學習。控制技術的各種思想理論，如穩定性、系統結構、反饋等，受到了重點推廣應用。部分學者認為，控制工程和控制理論雖然是一種基礎學科，但可作用于各個科學領域，包括人文學科領域，控制理論和控制工程已變成系統全面的方法論和方法論。

1.2機械電子工程概述

機械電子工程，顧名思義可理解為機械工程與電子工程的結合，即“機電一體化”，作用是制作性能更好的產品。有學者認為，機械電子工程涵蓋電氣工程、機械工程、整體系統技術，并將幾種工程相結合進行產品設計生產。機械電子工程主要技術可包括自動控制技術、機械技術、檢測傳感技術、電子技術等技術。自動控制技術主要有效實踐于控制工程和控制理論，結合系統的硬軟設備達到對目標的有效控制。機械電子工程的核心可認為是機械技術，其作為載體，支撐著機械電子工程，而其他技術滲透和影響著機械技術。檢測傳感技術主要功能是檢測和測量被控制或監測對象的參量，測量精度對系統的特性有直接影響。電子技術運用電子器件、電子學理論和機械元件，根據控制要求，設計并制造具有一定功能的電子產品，目的是應用于機械電子工程。

2電子工程中控制工程的應用價值

2.1專家控制

專家控制系統在電子工程中的應用價值主要是對磨削過程實現動態智能補償控制。在螺距生產過程中，為了實現螺距生產的高質量與高效率，精密絲杠磨削必須要確保螺距生產的精度較高，而達到這一目的前提條件是工件在消磨過程中縱向和軸向運動必須同步。在普通螺紋磨床生產中，工件消磨縱向和軸向運動是否能夠同步不僅受工件磨削所處的生產環境溫度、熱變形、磨削力的影響，還受機械傳動的影響，因為縱向和軸向運動的實現途徑是機械傳動，由機械傳動對工件精度控制帶來的誤差更是不容忽視。專家控制系統的主要目的是控制磨削過程的磨削量，并在磨削達到一定程度是就進行補償，從而有效減少螺距的誤差。專家控制系統將磨削加工過程中的誤差特征作為參量，綜合考慮多種因素，根據工程的具體情況設定一套與之匹配的控制規則，以滿足工程要求。

2.2預測控制

預測控制在電子工程中的價值是解決液壓機系統超調變大、精度下降的問題。目前，隨著科學技術的發展，液壓機技術逐漸呈現出一種高壓、高速化的發展趨勢，極大地提高了液壓機的工作效率與工作質量，但是隨之帶來的是液壓機的負載慣性不斷增大，直接導致系統超調變大、精度下降，給工程造成負面影響。預測控制達到控制目的有如下三個步驟：首先，要建立預測模型，其依據是系統輸入的歷史數據，包括采樣時刻的數據與之前的數據；然后需要預測模型生成預測輸出值，并進行預測計算，計算的是系統誤差發生的變化率；最后得出預測計算的結果，進一步確定控制器輸出，從而達到提前對液壓機系統控制的目的。實踐證明，預測控制可以有效解決液壓機負載慣性增大帶來的不良后果，不管是在外界因素影響還是在數據比較少的情況下均可使用，并可以獲得較好的預測效果。

2.3魯棒控制

魯棒控制的價值是實現對柔性機械臂進行控制，使其能夠更加準確地跟蹤目標軌跡。魯棒性指的是控制系統即使在多種因素干擾的情況下，其部分性能或指標仍可以保持不變，這一特性成為控制系統能否用于工業現場的重要參考標準。柔性機械臂是強耦合、非線性的多輸入輸出的分布參數系統，具有大幅度整體運動與小幅度性振動相互融合的特征，因此，再加上其他因素的影響，柔性機械臂的控制難度較大。基于假設模態法和奇異攝動理論將整個系統拆分為慢變以及快變子系統，魯棒控制用于快變子系統當中，設計系統控制器，從而消除振動和其他不確定因素帶來的影響。

2.4模糊控制

模糊控制可以建立精確的數學模型，使輸出值更加準確，其控制效果十分明顯。由于許多機械的加工過程比較復雜，使用一般的控制方法很難滿足機械加工的要求，而使用自動控制的方法依然未能達到控制的最佳效果。模糊控制可以將機械加工的一些復雜問題簡化，靈活使用構造算法，讓控制編程更加簡單。利用模糊控制方法只需要將測量值、設定的偏差和偏差變化率直接輸入，就可以得到較為準確的控制輸出值。

2.5神經網絡控制

神經網絡控制的基本組成要素是神經元，是控制領域基于仿生學思想探索出來的一種新的物理系統的描述方式，將比較復雜的系統用相對簡單的方式描述出來，便于人們理解。神經網絡的處理范圍較廣且工作量大，除此之外，神經網絡的智能化功能也不可小覷，這種功能具有類似于人腦的自適應與自學習能力，因此在電子工程中被廣泛應用于控制工程的內容之中。比如，神經網絡控制在數控機床設備中的應用，為了有效避免因切削過程的不可預估性給機械加工帶來的損失，提高風險識別能力與處理能力，使用神經網絡控制為數控機床選擇較為合適的切削參數是當前比較好的切削參數控制方法。

3結束語

總而言之，我國科技發展迅速，控制工程技術作為一種應用技術，在工業發展過程中起到了關鍵性作用，為工業的快速發展創造了有利的條件，具有廣闊的發展前景，由此可見，研究控制工程，分析控制工程在電子工程中應用的前景，進一步研究新技術，堅持走好每一步，是控制工程以及電子工程發展的關鍵，從而實現我國社會經濟的長遠發展。

參考文獻：

[1]李延明.控制工程在機械電子工程中的應用[J].南方農機，2016，05.

[2]宋美娜，李超召.控制工程在機械電子工程中的運用[J].科技創新與應用，2016，14.