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控制工程在機械電子工程中的實(shí)際應用論文
一、控制工程與機械電子工程的具體內涵
1.控制工程
控制工程是指將工程與計算機技術(shù)等相關(guān)基礎理論作為重點(diǎn)概念，利用其中的各項自動(dòng)化技術(shù)解決和控制工程問(wèn)題的一種技術(shù)�？刂乒こ讨兄攸c(diǎn)研究多輸入與輸出，以及非線(xiàn)性設計問(wèn)題和參數問(wèn)題等�，F在控制工程的應用范圍和應用領(lǐng)域正在逐漸擴大，并且在機械電子工程中也開(kāi)始得到廣泛應用。
2.機械電子工程
機械電子工程既具有機械專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，同時(shí)也帶有電子信息特征。如果從設計層面出發(fā)對其進(jìn)行定義，機械電子工程融合了眾多領(lǐng)域和學(xué)科知識，在設計和系統操作過(guò)程中主要利用模塊化的方式。與以往的機械工程不同的是，現在的機械電子工程性能更高且構造簡(jiǎn)易、體積較小。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)水平的持續提升，機械電子工程的系統也越來(lái)越復雜，因此有必要利用各種科學(xué)技術(shù)將其同控制工程緊密聯(lián)系，從而更好地推動(dòng)機械電子工程的發(fā)展。
二、控制工程在機械電子工程中的實(shí)際應用
1.智能控制系統
發(fā)展至今，在控制工程中最引人矚目的便是智能控制系統。其通過(guò)雜糅人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)，將其運用在機械電子工程中，使用人工智能的方式模擬和控制某一操作流程，為各種機械機器人設定相關(guān)運行程序使其可以像人類(lèi)一樣完成生產(chǎn)操作等工作。智能控制系統的運行方式完全參照人類(lèi)大腦的思維方式，因此利用智能控制系統可以在進(jìn)行機械化生產(chǎn)時(shí)主動(dòng)完成各項信息的搜集、分析和處理工作，在有效控制生產(chǎn)成本的同時(shí)進(jìn)一步提升機械電子工程的生產(chǎn)效率。
2.集成自動(dòng)控制
現階段，在我國機械電子工程中最常使用的控制系統便是集成自動(dòng)控制系統。它立足于原有的信息技術(shù)，并對其進(jìn)行優(yōu)化調整，有效地提升了機械電子工程系統的完善程度。通過(guò)在機械電子工程中，尤其是機械生產(chǎn)加工過(guò)程中使用集成自動(dòng)控制，能夠有效整合以往的信息技術(shù)以及同機械生產(chǎn)相關(guān)的各種信息，從而大大加強了機械電子工程中的集中工程。其通過(guò)與信息技術(shù)進(jìn)行高度融合，并配合相應的機械電子生產(chǎn)技術(shù)，以自動(dòng)化、高效化和標準化的方式快速、精準地完成機械加工。在科學(xué)技術(shù)水平又一次提升的情況下，已經(jīng)出現了能夠全部保留機械電子工程中自動(dòng)化成分的柔性自動(dòng)控制系統。該系統能夠實(shí)現自動(dòng)化和智能化的生產(chǎn)與控制，可以將信息技術(shù)、計算機技術(shù)以及現代機械電子技術(shù)等進(jìn)行有機整合。將柔性自動(dòng)控制系統運用于數控機床，可以將設定好的標準生產(chǎn)程序和控制程序輸入至控制設備中，從而更加科學(xué)、高效地完成機械生產(chǎn)制造。
3.魯棒控制
控制工程中的魯棒控制也經(jīng)常被運用在機械電子工程中。相比于其他控制技術(shù)，魯棒控制最大的特點(diǎn)是在面對外界因素的干擾時(shí)能夠始終保持某一方面的性能不變。因此，魯棒控制在控制方面具有無(wú)可比擬的穩定性，尤其是在機械生產(chǎn)制造中更加傾向于使用多變量型魯棒控制系統。譬如，在制造柔性臂軌跡的過(guò)程中，基于滑膜變的結構控制法研制出了一種慢變控制器，其運用H。。的控制理論，可有效調整整體系統控制器結構。而在模擬研究操作軌跡時(shí)則可以通過(guò)運用補償控制算法計算具體的補償控制量，以有效實(shí)現Hoo控制理論與滑膜變結構地組合控制，進(jìn)一步提升控制系統控制目標軌跡運行過(guò)程中的精確性和有效性。
4.預測控制
以高速液壓機為例，將控制工程中的預測控制技術(shù)運用在高速液壓機中，能夠有效推動(dòng)液壓機技術(shù)實(shí)現新的突破與發(fā)展。為有效滿(mǎn)足社會(huì )發(fā)展需要，高速液壓機的壓力和速度均實(shí)現了不同程度的提升。因此，其也面臨著(zhù)更大的負載慣性，極有可能出現加大系統超調的情況，從而影響高速液壓機的測量精度。通過(guò)運用預測控制，能夠根據系統的實(shí)際情況建立相應的預測模型，并在此基礎之上獲取預測輸出值，利用這一數值準確預測并計算出系統誤差變化率。通過(guò)運用預測控制能夠有效控制高速液壓機的負面影響，尤其是通過(guò)準確地預測計算能夠提前明確控制器的輸出，從而有效控制高速液壓機的應用模式。
5.模糊控制
工作人員在機械電子工程中需要進(jìn)行繁雜的工序和操作才能完成機械加工。因此，為有效提升工作效率并緩解工作人員沉重的工作量，可以將控制工程中的模糊控制運用其中，從而建立起精準的數學(xué)模型以有效實(shí)現自動(dòng)控制。模糊控制技術(shù)能夠清晰直觀(guān)地展現出具體技術(shù)操作，同時(shí)其構造算法和控制編程既靈活又簡(jiǎn)單，對于簡(jiǎn)化機械加工中的復雜技術(shù)具有良好的現實(shí)意義。不僅如此，在機械加工中運用模糊控制時(shí)，可直接將測量值以及設定好的偏差及變化率等輸入其中，省略了數字描述控制對象的步驟即有效獲得最優(yōu)控制輸出值。因此，工作人員在特定工作區內使用模糊控制并利用仿真實(shí)驗的方式就能顯示出最優(yōu)的控制成效。
6.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制
目前，控制工程中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)也經(jīng)常被運用在機械電子工程中，該技術(shù)立足于仿生學(xué)中的思想控制，通過(guò)連接各個(gè)看似簡(jiǎn)單的神經(jīng)元，從而構造出一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò )結構即高度非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統，用于完成相關(guān)技術(shù)操作。譬如，在數控機床中，通過(guò)運用類(lèi)似于人腦結構的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，對各操作技術(shù)進(jìn)行自我組織以及適應，從而有效控制數控機床的切削等機械操作。至今，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制技術(shù)在數控機床中已經(jīng)能較為精確地處理和識別各種不確定的情況，且具有強大的學(xué)習能力。由于受到智能技術(shù)的影響，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制將更加智能化、自動(dòng)化地運用在數控機床中，從而有效提升機床的加工以及工作成效。
三、結語(yǔ)
總而言之，在我國綜合國力不斷上升，科學(xué)技術(shù)水平飛速發(fā)展的情況下，人們對機械電子工程的研究力度正在不斷加大，其發(fā)展程度也在日益完善。通過(guò)將控制工程運用在機械電子工程中，能夠有效地幫助機械電子工程提升生產(chǎn)效率和效益，并推動(dòng)該領(lǐng)域朝著(zhù)智能化、自動(dòng)化和現代化的方向穩定發(fā)展。相信在未來(lái)，控制工程還將得到進(jìn)一步完善，能夠更加全方位、更加高效地運用在機械電子工程中。
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