控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用探究

劉杭

摘要：隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械電子工程發(fā)展也呈現(xiàn)出智能化的方向，在電子機(jī)械工程中，控制工程愈加重要，現(xiàn)在已經(jīng)成為了人們非常關(guān)注的課題，把控制工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)機(jī)械電子工程技術(shù)結(jié)合在一起，能夠很好的推動(dòng)機(jī)械工程行業(yè)更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：控制工程;電子機(jī)械工程;應(yīng)用要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP273?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展下，使得機(jī)械電子工程技術(shù)得到進(jìn)一步完善和優(yōu)化，其技術(shù)需求量也愈發(fā)增加，逐漸呈現(xiàn)出多元化和智能化的發(fā)展特征，這就為控制工程的應(yīng)用提供十分廣闊的發(fā)展空間。而在越來(lái)越多的人密切關(guān)注機(jī)械電子工程時(shí)，相關(guān)研究人員要加大對(duì)機(jī)械控制技術(shù)和電子技術(shù)的研究，尋求控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用方法。在這樣的環(huán)境背景下，探究控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用分析具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 機(jī)械電子工程的特征分析

機(jī)械電子工程同時(shí)具備機(jī)械專業(yè)特征和電子信息特征，站在設(shè)計(jì)角度上剖析機(jī)械電子工程的定義，則機(jī)械電子工程中包含著多個(gè)領(lǐng)域、多個(gè)學(xué)科知識(shí)，實(shí)際設(shè)計(jì)中或是系統(tǒng)運(yùn)行操作中，都必須通過(guò)模塊化方式進(jìn)行操作控制。相比于傳統(tǒng)機(jī)械工程而言，現(xiàn)代化機(jī)械電子工程具有極高的使用性能，整體構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行微控制，整體體積較小，便于應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，由于更多先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的融入，在提高機(jī)械電子工程使用性能的同時(shí)，也讓機(jī)械電子工程系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜，這對(duì)控制系統(tǒng)的構(gòu)建提出了更高的要求。控制工程主要依托于工程和計(jì)算技術(shù)等理論基礎(chǔ)，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)控制工程的技術(shù)手段，以輸入輸出為研究重點(diǎn)，進(jìn)一步分析和解決非線性設(shè)計(jì)問(wèn)題與參數(shù)問(wèn)題。由于控制工程的優(yōu)越性，為了控制較為復(fù)雜的機(jī)械電子工程系統(tǒng)，更多研究人員將控制工程引入到機(jī)械電子工程中，解決機(jī)械電子工程建設(shè)中的復(fù)雜問(wèn)題，用各種科學(xué)技術(shù)將其同控制工程緊密聯(lián)系，獲得較大的應(yīng)用效益，推動(dòng)機(jī)械電子工程的發(fā)展。

2 控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

2.1 高速液壓機(jī)

在施工的時(shí)候，器械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度非常快，在高壓高速的情況下，會(huì)給施工機(jī)械和工程造成一定影響，不但會(huì)給機(jī)械工作的質(zhì)量和效率造成影響，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備磨損的出現(xiàn)，為了解決這些問(wèn)題，需要將控制技術(shù)合理的運(yùn)用進(jìn)去，通過(guò)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的解決。由此可見(jiàn)，機(jī)械電子工程中，控制工程所具備的作用是非常重要的。基本愿意是，實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候，需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的利用，進(jìn)行合理模型的構(gòu)建，通過(guò)模型來(lái)預(yù)測(cè)。在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步的進(jìn)行誤差結(jié)果的控制，切實(shí)提高控制的實(shí)際效果，保證控制本身的準(zhǔn)確度和精確性，從而對(duì)生產(chǎn)精度的控制進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 機(jī)械磨削的精度

對(duì)于控制工程而言，其最顯著的便是精密度比較高，這也是和傳統(tǒng)人為控制相比其最明顯的優(yōu)勢(shì)。所以，在應(yīng)用機(jī)械電子工程技術(shù)的時(shí)候，控制工程的作用是非常重要的。控制工程本身的精度便比較高，所以，其優(yōu)勢(shì)也比較明顯，其能夠切實(shí)提高機(jī)械磨削的實(shí)際精度。首先，在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，將機(jī)械電子技術(shù)運(yùn)用進(jìn)去，可以生產(chǎn)出精密度比較高的儀器和零件，在生產(chǎn)的時(shí)候，機(jī)械磨削程度也會(huì)給產(chǎn)品產(chǎn)量造成較大的影響，所以，在電子機(jī)械工程中，控制工程的作用是比較重要的。其次，通過(guò)智能技術(shù)和動(dòng)態(tài)控制技術(shù)的使用，能夠?qū)δハ鞯木冗M(jìn)行比較嚴(yán)格的控制，從而保證電子機(jī)械工程的實(shí)際質(zhì)量，將控制工程所具備的作用真正的發(fā)揮出來(lái)。最后，控制工程技術(shù)在對(duì)機(jī)械磨削精度進(jìn)行控制的時(shí)候，主要是進(jìn)行誤差的分析，通過(guò)誤差來(lái)了解相關(guān)的數(shù)據(jù)和類型，對(duì)調(diào)控的方法進(jìn)行比較有效的控制，確保設(shè)定的規(guī)則真正的合理，切實(shí)提高機(jī)械制造過(guò)程的質(zhì)量和有效性。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，機(jī)械電子工程的科學(xué)技術(shù)含量越來(lái)越高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)成為主流控制方式。它主要是依托高科技技術(shù)，利用仿生學(xué)，從而將神經(jīng)元一級(jí)一級(jí)的連接而成。貌似看上去每個(gè)神經(jīng)元功能都是很簡(jiǎn)單的，但是它包含了許多數(shù)據(jù)信息處理功能，大量地處理數(shù)據(jù)信息，將信息進(jìn)行操作，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與我們?nèi)梭w大腦十分相似。這種技術(shù)可以自我組織和適應(yīng)不同的操作技術(shù)，這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力非常強(qiáng)大，因此在人工智能領(lǐng)域也有很大的發(fā)展空間。但是，就目前的機(jī)械電子工程而言，控制數(shù)控機(jī)床仍然還有較多問(wèn)題。其中最主要的問(wèn)題是機(jī)床的自我調(diào)節(jié)適應(yīng)能力低下，對(duì)未知情況不能很好地進(jìn)行識(shí)別和處理。所以運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效的避免這種情況發(fā)生，從而提高產(chǎn)量和效益。

2.4 預(yù)測(cè)控制技術(shù)應(yīng)用

預(yù)測(cè)控制技術(shù)是控制工程中的重要內(nèi)容，為了更加具體的闡述預(yù)測(cè)控制技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用，本文列舉高速液壓機(jī)案例，將預(yù)測(cè)控制技術(shù)應(yīng)用到高速液壓機(jī)中，以達(dá)到技術(shù)突破、提高機(jī)械使用性能的目的。在市場(chǎng)需求不斷增加下，新技術(shù)的應(yīng)用提高了高速液壓機(jī)運(yùn)行速度，但同時(shí)其負(fù)載慣性也隨之增加，使得高速液壓機(jī)運(yùn)行中會(huì)發(fā)生系統(tǒng)超調(diào)加大的問(wèn)題，不利于高速液壓機(jī)測(cè)量精度的提升。基于這種情況，引入預(yù)測(cè)控制技術(shù)，按照高速液壓機(jī)現(xiàn)有運(yùn)行情況，構(gòu)建系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)測(cè)模型，確定預(yù)測(cè)輸出值，根據(jù)這一數(shù)值，可以直接計(jì)算出高速液壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中的誤差變化率，控制負(fù)載慣性增加對(duì)高速液壓機(jī)的影響，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)出控制器輸出值，進(jìn)而提高高速液壓機(jī)的運(yùn)行效率。

2.5 模糊控制技術(shù)應(yīng)用

模糊控制主要是以模糊數(shù)學(xué)思想理論為基礎(chǔ)的控制方法，在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模式精確度是影響控制效果的關(guān)鍵點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)精確控制，必須保證系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信息的具體和詳細(xì)。針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)而言，存在很多變量，無(wú)法精準(zhǔn)描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)。對(duì)此，工程師嘗試使用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行復(fù)雜控制問(wèn)題的處理，形成模糊控制技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，模糊控制技術(shù)以模糊控制器為核心，應(yīng)用在機(jī)械電子工程中，與其他組件協(xié)同處理，由模糊化、規(guī)則庫(kù)、模糊推理以及解模糊等部分構(gòu)成。其中模糊化就是明確模糊控制器的輸入量，轉(zhuǎn)換成可識(shí)別性模糊量，確定各輸入量的模糊語(yǔ)言取值和相應(yīng)的隸屬度函數(shù);規(guī)則庫(kù)是依照專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊規(guī)則庫(kù)的構(gòu)建，包括大量的控制規(guī)則，是由控制經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為模糊控制器的關(guān)鍵;模糊推理是實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)的推理決策;解模糊是將推理得到的控制量轉(zhuǎn)化為控制輸出，包括重心法、高度法和面積法。

2.6 魯棒性應(yīng)用

對(duì)于控制工程而言，魯棒性是其最重要的特征之一。其指的是控制系統(tǒng)在某個(gè)方面受到外部環(huán)境影響的情況下還有相對(duì)的恒定性，其能夠切實(shí)提高機(jī)械電子工程生產(chǎn)的穩(wěn)定性。機(jī)械電子工程中應(yīng)用控制工程魯棒性是比較常見(jiàn)的。比如在多變量型魯棒控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)能夠很好的控制滑模變結(jié)構(gòu)，從而更好的研制和控制慢變控制器，能夠很好的控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)精度，確保其能夠滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷加強(qiáng)，許多的高科技產(chǎn)業(yè)也得到了非常大的提高。加之我國(guó)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，機(jī)械電子工程的發(fā)展對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)具有非常重要的意義。所以我們要在實(shí)際工作中不斷地對(duì)其進(jìn)行研究，進(jìn)而不斷促進(jìn)其發(fā)展。因此，需要從不同的方面入手，對(duì)控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，并加強(qiáng)其應(yīng)用效果評(píng)估，以便滿足機(jī)械電氣工程的實(shí)際發(fā)展需求。

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