淺談控制工程在機械電子工程中的應用

肖杰

（梧州粵海江河水務有限公司 廣西梧州 543000）

伴隨著國民經濟的發展，我國綜合國力的顯著提高，社會各個領域都有了快速的發展，這也帶動了經濟和科技的高速發展。而就機械電子工程這個領域來講，高度自動化的控制工程的運用，能夠更好的促進機械電子工程的發展，使其朝著自動化、智能化的方向發展。因此靈活的將自動化控制工程運用在機械電子工程里就具有非常重要的現實意義。

1 控制工程技術與機械電子工程概述

控制工程主要有兩大理論基礎做支持，其一就是工程控制理論，還有一個是計算機運用理論，是以工程控制為中心，結合相關信息和計算機運用理論。但凡是工程技術或多或少的都會涉及到工程理論，因此工程理論就不在此過多贅述。至于計算機運用理論，其實這是時代發展的必然結果，在控制工程中融入計算機理論的運用，是隨著信息化時代到來所能夠預料到的情況，是適應時代發展的產物。它的運作理論是以計算機網絡技術為載體，通過計算機程序使控制工程技術達到自動化，并解決自動化給日常生活帶來的各種問題。為了緊跟時代進步的步伐，再加上控制工程的強大功能和優勢，在機械電子工程里得到了大規模的運用，受到了廣泛的關注。機械電子工程所制造出來的產品在我們的日常生活中隨處可見，因此對于當下的我們并不算陌生。機械電子工程的學科與其他的電子工程學科來比的話并沒有很明顯特殊性，同樣采取模塊化的運作方式，只不過它的結構更為簡單而已，這就使得它的體積更為偏小，并且基本性能更為優化。但是隨著經濟的發展、社會的進步，機械電子工程所面臨的問題變得多種多樣，也越來越復雜，因此就導致了控制工程技術與機械電子工程融合的迫切性，利用控制工程的優勢去最大程度優化機械電子工程也成為了有關產業需要應對的問題[1]。

2 控制工程在機械電子工程中的應用

2.1 智能自動控制系統在機械電子工程中的應用

計算機網絡系統與人工智能相結合就簡稱智能控制系統。換句話來講就是讓機械電子工程在工作時像人腦一樣高智能工作，使機器設備變得高智能人性化。在這種高智能系統的控制模式下，智能系統能夠自主的收集和分析資料，模擬著人的中樞神經系統，進行著機械化的規模化的生產，這樣的工作效率將會遠遠的高于人工的生產模式，而且相較于人工生產的各種不確定性，智能生產模式可以更好的把控流程，產品的質量也會均衡，不會再出現良莠不齊的情況，不僅節約了人力物力資源，還大大提高了生產效率，增加了企業的收益[2]。

2.2 魯棒控制系統的應用

魯棒性是在控制系統中起到穩定的作用，它可以有效的保持系統的某一個方面在外界嘈雜的環境下保持不變，也因為它的這個特性，使其在控制系統中得到了廣泛的應用。例如它就被應用到了柔性手臂軌跡的制造當中，柔性臂軌跡的制造一般會采用滑膜變化的結構控制的制造方法，并同時采用這種方法研究制造慢變控制器，緊接著利用控制器的魯棒性的特點，進一步調整控制器的系統結構，進行模擬研究操作軌跡，進行補償控制計算，最終確保控制系統能夠對目標軌跡進行非常精準的控制[3]。

圖1 魯棒控制系統

2.3 模糊控制系統工程在機械電子工程中的應用

行內人都知道，加工流程在機械工程的整個系統里是相當復雜的，如果運用傳統的控制方法在機械工程的加工過程中去建立一個模型那是一個相當難以完成的工作，換句話來說，也就是這些問題就會直接暴露在自動化的控制系統上。但是經過相關專家的不懈努力，經過研究，他們發現模糊工程就能很好的解決上述產生的問題，可以將系統的程序編制簡單化，不會對機械電子工程的內部運行的數據進行深入的研究，只是簡單的保證數據的輸入量在運行的過程中，保持在要求的范圍內即可。由此可見，模糊控制工程在機械電子工程中的運用也是必不可少的[4]。

2.4 集成自動控制在機械電子工程中的應用

我國機械電子自動化工程中相當重要的一個環節就是集成自動控制系統，它是一個使系統在保留原有信息技術的基礎上，不斷的進行自我修改，使機械自動化工程更加完善的一個控制系統。在機械電子工程運行的過程中，集成化的自動控制系統可以將機械電子工程內部原有的信息和運行過程中相關的信息融合起來，使機械工程的生產和發展的領域得到了擴寬。

機械控制系統的基礎是計算機技術，而計算機技術在當今時代被應用到生活生產工作的各個方面，也因此自動控制系統得到很多工程制造的關注和認可，已經被深入運用到各個領域。同時集成自動控制系統也因為計算機系統的不斷跟新完善，而得到完善和提高。

2.5 神經網絡控制的應用

現代的機械工業中必不可少的自動化設備要數數控機床。但是數控機床的自身適應能力太低，缺乏良好的識別和處理在切削過程中出現的不可預知的問題的能力。而在傳統情況下，為了解決這種問題，通常會選用保守的切削參數，但這同時限制了機床的加工能力和工作效率。神經網絡控制應運而生，它由很多很簡單的神經元連接而成，是仿生學思想在控制領域的最新應用，通過簡單神經元的鏈接組成高度動力系統，去表述復雜的物理系統。同時還具備人類大腦自我學習、適應的能力，在機械電子工程自動控制領域具有非常廣泛的應用前景。

2.6 專家控制在機械磨削精度控制中的應用

在普通螺紋磨床的生產過程中，為了達到高精度的螺距生產要求，必須要保證工件在消磨的過程中軸向和縱向的運動必須同步，傳統的生產模式一般是靠機械傳動去實現，誤差會很大，而且生產過程中的環境溫度、磨削力都會對磨削的精度產生影響，而專家精度控制系統就很好的解決了這個問題。專家控制系統通俗點來講就是補償機械工程在磨削的過程中產生的誤差，實現對磨削工程的動態智能補償。它的工作原理就是在加工的過程中，綜合考慮進來各種特征的誤差，并在此基礎上設計相適應的控制規劃，以最終能夠是螺距的誤差不斷地減小。

3 結束語

隨著當今時代科學技術的不斷發展，機械電子工程越來越離不開工程控制技術的參與。控制工程為機械電子工程的可持續發展提供了技術保證，它的不斷應用，使機械電子工程變得越來越智能化、自動化。因此，運用合理的高科技技術，使控制工程與機械電子工程融合的更加熟練、自然，已經成了機械電子工程當下的首要任務。但是發展不是一蹴而就的，控制工程在機械電子工程中的應用讓就存在著眾多的問題。未來的時代，高科技技術只會越來越強，緊跟時代的步伐，加大技術研究型人才的培養，加大人力物力的財力的投入，拓寬機械電子工程的研究領域，推動機械工程的高速發展，充分利用發達的高科技網絡系統，相信控制系統在機械電子工程運用中出現的問題終將被解決。

[1]韓斌.機械電子工程與人工智能的關系分析[J].數學技術與應用，2013（6）：254.

[2]王建峰.對機械電子工程的探究[J].科技創新與應用，2014（26）：254.

[3]李連合，劉海亮.GMM在機械電子工程中的應用研究現狀[J].物聯網技術，2015，08：88～89.

[4]崔連華，敖東，張明樂.機械電子工程與人工智能思考[J].信息化建設，2015，09，353.