機械自動化技術在汽車控制中的應用研究

許曦普

（青島理工大學機械與汽車學院，山東 青島 266520）

所謂自動化技術在無人工干預的前提下，使機器的設備和裝置能夠按照正常的程序和指令對汽車實施人為控制和操作，在這個過程中，控制與指令是人工給予的，但在整個流程運行過程中卻不涉及人力。機械自動化也就是通過機器和相應的裝置通過機械方式實現自動控制。從機械自動化的發展歷程來看，最早可以追溯到西方工業革命時期，在那一階段，蒸汽機的應用給予機械提供了離心式的調速器，并加速了機械自動化的發展。當前社會，汽車已經成為人們出行必不可少的工具，在應用上日益廣泛并成為不可替代的重要交通方式，給人們的生活帶來更多的便利性，因此將機械自動化技術應用至汽車領域是十分符合未來發展趨勢的，在其作用下能夠最大限度保障汽車運行的安全性和平穩性，同時對于汽車生產商來說也具有事半功倍效果，能夠增加生產商的生產效率，提升生產的規模性。對于汽車使用者來說也具有一定優勢，能夠顯著降低汽車的運行成本。為此國家需要積極調控政策，鼓勵機械自動化技術在汽車控制中的應用，以此符合未來的社會發展潮流。

1 機械自動化技術在汽車控制中的價值及意義

機械自動化技術在汽車控制中的價值及意義主要集中在兩個方面，首先能夠調節汽車系統的任務，也就意味著機械自動化技術能夠與汽車控制結合，計算機系統能夠按照人為指令給汽車下達控制命令，而后經過汽車的前置機器控制后將采集到的全部信息上傳至局域網內，并在此過程中繼續采集相關信息，并對整個系統進行調節。第二個作用在于能夠設計汽車的操作控制系統。近年來隨著科學技術的發展，計算機已經被廣泛應用在社會各個領域中，傳統的汽車機械化生產不僅不符合汽車生產自身的發展規律，同時也難以滿足目前民眾對于汽車生產的要求，因此計算機技術能夠在汽車生產中起到積極的控制性作用。機械自動化技術與汽車控制形成有機的結合能夠在汽車控制系統找那個注入單片機技術，并運用計算機語言完善汽車內部的軟件，實施有效的控制，對后續人為的操縱提供更加全面和精準的控制作用。

2 機械自動化技術在汽車控制中的具體應用

目前，機械自動化技術在汽車控制中的應用主要集中在對智能汽車的發展以及相關設備的控制和對汽車進行故障診斷的方面，且運用效果已經得到了認可。

2.1 設備故障診斷與預警

汽車為了保障駕駛者的安全，在結構的設計和安裝上更加復雜，因此為了避免單一機械機構所出現的故障給駕駛員所帶來的負面硬性需要在機械自動化技術應用中更加重視對故障源的定位和預警工作，幫助駕駛員和維修人員精準定位故障位置，并采取有效措施予以應對故障。還可以使用傳感器安裝監控設備，對汽車整體內部環境以及各個部件的工作情況進行監控，一旦零件或設備出現異常，傳感器能夠將這些信息傳達給控制中心，控制中心而后可以根據計算機系統中的指令啟動故障預警機制或緊急制動措施，保證汽車能夠在正常情況下運行，以此保障駕駛員的安全性。

2.2 設備自動化控制

隨著經濟水平的提升，汽車的普及率逐漸上升，與此同時，路面情況也更加復雜多變。為了適應目前的路面情況，盡量簡化駕駛員的操作，就需要在汽車設計中應用閉環自動控制系統。控制系統能夠以傳感器中心作為中樞結構，發揮橋梁和媒介的作用，對汽車的運行和靜止狀態的數據進行采集后，再將相關數據傳達給計算機系統，經過對數據的分析和處理后，對汽車的行駛狀態進行調整，從而實現汽車各部件的機械裝置能夠按照指令運行。

2.3 智能汽車

從汽車發生的各種不安全因素來看，占據很大比例的是駕駛員的人為因素。駕駛員對于交規的不熟悉、疲勞駕駛、判斷失誤等都會導致各種安全事故出現，交通事故的發生頻率也會隨之升高，造成各種隱患的出現。智能汽車作為綜合性的系統，能夠對環境保持高敏感，并做好與之相配的規劃決策，并與汽車自身所包含的多等級輔助駕駛的特點相結合，對人工智能技術、自動控制技術、計算機技術和信息融合、傳感技術和通信技術集中運用，從而實現高新技術的綜合性使用。在普通汽車結構的基礎之上加用先進的傳感器、執行器和控制器實現對駕駛員、駕駛車輛、駕駛路面情況信息進行全面地監控，讓車輛能夠敏銳感知到周圍的環境，并自主分析自己的運行情況自己可能遇到的危險情況，讓車輛在運行過程中更加安全，實現安全性與平穩性的雙重效應。

3 機械自動化技術在汽車控制中的關鍵性技術

3.1 實現數據傳輸的準確性以及及時性

要想完成汽車設備的自動控制，首先就要對控制和執行系統進行全面保障，從而保證控制結構能夠與傳感器形成實時和準確的信息溝通。傳感器要將汽車運行狀態的實時數據進行全面監測，獲取信息后全面傳達給控制系統后，由控制器對相關數據進行分析和處理后判斷受控制的組件和結構是否存在故障，準確形成指令后將其傳達給執行機構。數據傳輸過程中除了要注重傳達過程的實時狀態，還需要保證數據的正確性和精確性，主要是因為一旦信息出現錯誤，那么汽車的安全行駛就難以得到保證，且在后期的維修上成本更高，存在較大的安全隱患。

3.2 充分應用人工智能技術

現如今，人工智能在電氣自動控制領域中已經獲得了較大范圍的應用，人工智能在汽車自動化領域中逐漸代替人類自身發揮重要的作用。此外智能AI設備也在高集成度和自適應的系統中插入，能夠具備較高的學習能力，逐步自我完善與進化。隨著科學技術的不斷進步，人工智能技術也能夠更快適應社會的發展狀況，其在汽車控制系統的訓練與學習適應能力也會不斷加強，成功實現控制的可靠性和實時性。近年來，隨著大數據技術和云計算技術的成熟化發展，智能控制系統與整個信息網絡中聯系更加密切，智能控制將不斷突破時間和空間上的限制，實現遠程汽車設備控制。

3.3 對層次與結構進行合理劃分

要想對汽車的控制形成高效穩定的業務，首先就需要盡量減少能耗，不斷縮減能耗上額成本，因此需要控制汽車的層次結構，并對其進行科學的劃分，將各組件的分散控制系統作為基礎，將相關數據進行匯總后，傳輸到計算機總控制中心，并由總控中心與獨立控制組件形成控制性網絡后實現自動化控制的目標。

4 結語

近年來，隨著社會經濟和科學技術的發展，人們對于汽車的需求不斷旺盛，同時對于汽車內部結構的要求也更加強烈，開始重視機械自動化在汽車控制中的運用，能夠有效提升汽車生產效率，為汽車生產制造商降低人力物力財力的投入，實現了汽車生產商的可持續化發展。另外對于汽車駕駛員來說，也在保證運行平穩性的同時增強了汽車運行的安全性。我國目前在汽車控制領域中對于機械自動化技術的應用還不夠深入，但發展較為迅速，具有一定的發展潛力。