控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

安 逸

（華北理工大學(xué)信息工程學(xué)院，唐山 063200）

隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的深入調(diào)整，大力發(fā)展高、精、尖技術(shù)并且將其應(yīng)用到實(shí)際工作中，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)的重要保證。為了不斷提高機(jī)械電子工程的發(fā)展水平，在實(shí)際工作中不斷擴(kuò)大機(jī)械電子的實(shí)際使用范圍，就需要不斷提高控制工程技術(shù)的操作水平。控制工程技術(shù)對(duì)于機(jī)械電子工程具有非常重要的實(shí)際意義。這就要求機(jī)械電子工程在以后的發(fā)展中，要對(duì)其控制技術(shù)加以重視與在實(shí)際工作中不斷優(yōu)化控制技術(shù)。進(jìn)而達(dá)到不斷拓寬技術(shù)電子工程的使用范圍。

1 機(jī)械電子工程概述

傳統(tǒng)的機(jī)械工程，生產(chǎn)力落后的原因是由于傳統(tǒng)的操作都是有手工進(jìn)行，生產(chǎn)速度慢，而且在實(shí)際工作中的誤差經(jīng)常存在。進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)力低下，制作工藝不能得到有效保證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸出現(xiàn)了流水線的應(yīng)用。流水線的應(yīng)用擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模，使得生產(chǎn)力水平得到了一定水平的上升。但是流水線操作也具有非常大的缺點(diǎn)，那就是，在進(jìn)行流水線生產(chǎn)時(shí)不能隨時(shí)按照生產(chǎn)需求對(duì)生產(chǎn)量進(jìn)行有效控制與調(diào)節(jié)，即生產(chǎn)靈活性差。目前的機(jī)械電子工程有效解決了上述問(wèn)題，不僅是生產(chǎn)規(guī)模加大了，而且在具體的生產(chǎn)過(guò)程中，可以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量，以及能夠及時(shí)按照生產(chǎn)需求進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。隨著機(jī)械電子工程的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐漸結(jié)合其他學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，形成了綜合性的融合學(xué)科。現(xiàn)代機(jī)械電子工程與傳統(tǒng)機(jī)械工作有非常多的不同之處，具體的主要體現(xiàn)在：（1）設(shè)計(jì)方面，現(xiàn)代機(jī)械電子工程與傳統(tǒng)機(jī)械在設(shè)計(jì)方面的不同主要體現(xiàn)在，現(xiàn)在電子工程能夠根據(jù)系統(tǒng)配置和目標(biāo)去結(jié)合其他技術(shù)，采用模塊化，完成設(shè)計(jì)；（2）產(chǎn)品特征方面，現(xiàn)代機(jī)械電子工程與傳統(tǒng)機(jī)械自產(chǎn)品特征上的不同主要體現(xiàn)在，機(jī)械電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不摻雜太多的部件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品性能較高。

2 控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用分析

控制工程在機(jī)械電子工程中具有非常重要的作用。隨著控制工程中控制理論與技術(shù)不斷的完善，目前控制系統(tǒng)可分為“集約控制系統(tǒng)”、“智能控制系統(tǒng)”和“柔性控制系統(tǒng)”三類，并以其各自所具有的優(yōu)勢(shì)在機(jī)械電子工程中發(fā)揮著重要作用。

2.1 機(jī)械磨削精度控制中的應(yīng)用

隨著機(jī)械電子工程的不斷發(fā)展，機(jī)械電子工程中，要求機(jī)械磨削技術(shù)的要求越來(lái)越高。在進(jìn)行加工機(jī)械元器件是，要求精密度極高，質(zhì)量也要相應(yīng)地提高。在進(jìn)行具體的生產(chǎn)工作時(shí)，許多的因素都在影響著機(jī)械磨削技術(shù)的精確度。例如工人的技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備的性能、以及環(huán)境因素的影響等。

2.2 柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制中的應(yīng)用

在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)中，其柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制是控制工程中最為典型的。對(duì)于柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制工作中，它對(duì)于耦合性要求非常高，針對(duì)這種情況，可以作為“滑膜變結(jié)構(gòu)控制方法”進(jìn)行“慢變控制器”的研發(fā)設(shè)計(jì)，采用“H ∞控制理論”進(jìn)行“魯棒控制器”的研發(fā)設(shè)計(jì)，并可以將其應(yīng)用在“快變控制器”中，從而實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制的高精準(zhǔn)性。

2.3 高速液壓機(jī)控制中的應(yīng)用

機(jī)械工程中使用最為廣泛的就是液壓機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谝簤簷C(jī)的使用更為頻繁，對(duì)其工作要求就更加高。具體來(lái)說(shuō)，就是要求液壓機(jī)的速度更高、壓力更大。但是，這樣提高液壓機(jī)的速度與壓力勢(shì)必就會(huì)對(duì)控制與精確度產(chǎn)生影響。所以，在滿足機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，通常采用預(yù)測(cè)控制原理，預(yù)測(cè)計(jì)算液壓機(jī)操控系統(tǒng)的誤差變化率，一般在此基礎(chǔ)上進(jìn)行控制器輸入與輸出值的確立。降低了外界因素導(dǎo)致的對(duì)系統(tǒng)的影響。

2.4 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。

3 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。在此基礎(chǔ)上，有利于加快我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展速度。