淺談控制工程在機械電子工程中的應用

王彪

摘 要：機械電子工程，是現下社會中備受矚目的工業行業之一，其同樣也作為我國最為重要的核心產業之一。在如今知識時代的大背景之下，因為科學技術和信息軟件的大力發展和廣泛應用，這同時也推動了現在機電一體化的整體發展進程。而此時控制工程的使用價值和應用價值也越來越明顯。針對以上可能出現的問題，本文主要就是從控制工程和機械電子工程的簡單概述出發，并對現在市場應用中前者在后者范圍內的應用做出分析，以供同行相互學習和借鑒。

關鍵詞：控制工程;機械;電子工程;應用

0 引言

在21世紀以來，如何評價一個國家是否在進步，就是要看其科學技術和機械水平的發展和開發程度是否在持續進步。在我國現下的科技發展中，因為信息化、智能化及多樣化的迅速發展，也造就了機械電子工程行業的迅速改變。控制工程系統是整個機械電子工程當中的重要組成部分，其可以對現在的多數電子設備起著重要作用和產生重要影響。所以說，在機械電子工程的相關建設中，一定不能忽略控制工程帶來的作用和其建設。

1 簡述控制工程和機械電子工程

1.1 控制工程簡述

簡單來說，控制工程就是以控制理論為思想指導，與現有的計算機、信息技術等有機結合，并相互融合發展，實現工程的全自動化管控。在近些年來，隨著控制理論體系和控制實踐體系日趨完善，讓控制工程的技術水平也得以大幅提高，使其在眾多領域有著十分廣泛的應用。

1.2 機械電子工程簡述

對于傳統的機械工程來說，因其擁有著顯著的綜合性、融合性特點，所以不僅會促進產品的生產效率，同時還能提升機械設備的工作性能。其實，機械電子工程就是指機械和電子工程二者合一，互相融合，也就是“機電一體化”。我們所說的機械電子工程，就是在多種不同技術下，通過彼此間的結合和融合，以模塊化的形式來進行具體表現。機械電子工程可以受到各種技術影響，常見的有機械、自控、信息、電子技術等等，在這些技術當中，機械電子工程較為復雜，其在系統中的控制質量好壞，可以直接對系統的安全穩定運行產生影響。

2 機械電子工程的具體解析

其實，對于機械電子工程來說，其另一個較為大眾化的稱呼就是——機電一體化。機械電子工程的主要內容，就是機械工程和自動控制的結合運用，具體包括基礎理論、具體機械制造方法、具體的計算機運用能力、具體對電機和系統的研發等等。而對機械電子工程而言，因其具有顯著的綜合性和概括性，其就是全面對機械工程加大宣傳和加強人才的學習和運用。主要是因為對機械電子工程來說，其本身就是在不同學科之間互相交流和融合的結果，是對各個專業技術的結合和統一。與控制工程相比較，機械電子工程要求的知識量和儲備范圍較高，主要是要求對綜合知識的結構牢牢熟記和成熟運用電子技術。

3 控制工程在機械電子工程中的應用分析

隨著現下控制理論和技術的更新升級，現在的控制系統主要可以分為集約控制、智能控制和柔性控制，這三類系統因其獨特的優勢在機械電子工程的實際運用中起到重要作用。

3.1 機械磨削精度控制

因為目前機械生產的各項生產工藝都提出了更為高質量和高精密度的質量，所以機械元器件的生產目標也有了大幅提高，一定程度上這對各項機械設備的磨削工藝有了更高的追求。而對螺紋的磨削過程要全面實行補償控制，接著要對這一生產過程中可能產生誤差的諸多因素展開綜合分析，并提出新的系統控制目標，進而達到降低誤差、提升磨削精度的目的。

3.2 機械加工過程控制

隨著機械制造行業火速發展，在機械的加工流程上各方各面也變得越來越復雜多元。所以說，現在傳統的機械加工過程控制方法已經不能滿足現實需求了。而對于提出和實踐模糊控制理論的及技術，以簡化問題、算法靈活、編程簡單的特點，全面改善了傳統控制系統的弊端。同時，模糊控制還通過對測量值和變化率的前期設定及定制輸入，可以在最大程度上對整個系統實現控制。

3.3 柔性機械臂軌跡跟蹤控制

柔性機械臂制造，這是現在機械制造行業中機械生產過程自動化控制的代表之一。因為現在的柔性機械臂采用是典型的分布式參數系統，存在的耦合性較強問題對控制系統的綜合要求也比較高。對于這種問題，可以采用滑模變的結構控制方法對慢變控制器進行全面的研發設計，將最新的控制理論和對于魯棒控制器的研發設計應用在需要的快變控制器中，通過慢變控制器和快變控制器的有機結合，可以將柔性機械臂存在的不確定性問題得以有效控制。通過全面的補償控制算法，要對機械臂的軌跡跟蹤做出精準的補償控制，進而實現柔性機械臂軌跡跟蹤控制的高精準性。

3.4 高速液壓機控制

液壓機是工業生產中非常常見的一種機械設備，在社會和科學各領域的高速發展之下，對傳統液壓機的速度和壓力水平也提出了更高更全面的要求，液壓機實現高速度和高壓力化發展已經是當前社會的必然趨勢。而如果壓力和速度的各項參數都得到提升，也會對整個系統的控制范圍和精度產生影響。所以說，為全面滿足現在的機械設備在各個方面都能達到實踐需求，降低其消極影響，可用預測控制原理，在對數據進行整合和分析的基礎上建立模型，預測系統產生的誤差變化率，最后在這個基礎上進行輸入和輸出值的確立，進而降低其他因素對系統的影響。

4 結束語

眾所周知，因為現在現代化發展的速度越來越快，而科學技術和信息軟件的發展對社會要求的最新型人才和科技運用上都是屬于最前列的，在更大程度上來說可以在保證技術發展的同時推動社會進步。而對于控制工程和機械電子工程這兩方面來說，其具體的定位、運用、前景都在人類的生產和生活中不可忽視，占據著重要地位。所以說，未來在對機械電子技術更加重視的同時，也要大力發展控制工程，進而為社會做出貢獻，推動國家全面發展。

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