控制工程在機械電子工程中的應用

王珂強

摘 要：由于我國經濟實力不斷增強，科技發展水平日益提高，因此自動化控制技術得到了普遍應用。在機械電子工程中，自動化控制系統起到了重要作用，本文主要分析了目前機械電子工程中控制工程的應用。

關鍵詞：控制工程；機械電子工程；應用

由于計算機控制工程技術越來越先進，機械電子工程逐步趨向智能化，在機械電子工程中控制工程發揮了非常大的作用，因此目前研究控制工程在機械電子工程的應用在生產生活中具有重要意義。文章研究過程之中，以輸油氣行業機電產品作為案例，進行研究，將機械電子工程同控制工程進行有機的結合，可以更好的促進機械工程行業的發展。

1 控制工程的概述

控制工程包括了工程理論和計算機技術理論，它的作用是對自動化技術中存在的工程技術問題進行解決，目前在不同機械電子工程技術中控制工程都得到了廣泛運用，現在的研究方向集中在多輸入和輸出、改變參數和非線性等設計，因此在機械行業會得到越來越多的應用。由于機械電子工程系統復雜，因此控制工程就需要結合計算機技術，才能得到更好的運用。

2 機械電子工程概述

機械電子工程是指將機械和電子進行有機結合，成為機電一體化。目前機械電子工程主要包含機械工程、電氣控制工程和系統總體技術。

機械電子工程包含的關鍵技術主要有機械技術、電子技術、檢測技術、自動化控制技術以及信息處理和系統總體技術等。機械技術是機械電子工程的重要支撐，是機械電子工程的基礎。電子技術的特點是，應用電子學理論、電子器件以及機械元件，設計具有一定功能的電子系統，然后應用在機械電子產品上。自動控制技術是將控制理論和控制工程結合的技術，它可以把硬件設備和軟件系統有機結合從而實現控制。檢測技術指的是對檢測和控制對象實施參量檢測，檢測精度會影響到系統。信息處理和系統總體技術指的是對信息進行處理和系統應用的宏觀技術。

3 控制工程在機械電子工程中的應用情況

3.1機械電子工程的發展情況

在上個世紀80年代，日本已經出現了無人化的工廠，因此目前日本在輸油氣機械電子技術領域處于世界領先。由于我國輸油氣機械電子工程發展時間比較短，產品研發的質量、數量和品質方面，都和發達國家具有一定差距，因此目前主要依賴進口。

由于我國當前機械電子技術遠遠達不到工程需要，同時輸油氣機械電子工程要求較高的自動控制性、智能型技術，因此需要利用控制工程等技術進行輔助發展，充分融合知識體系，促進工程深度發展。盡管我國輸油氣機械電子工程技術處在發展時期，但是其應用前景非常廣闊，隨著技術的不斷發展，相信機械電子工程的應用會更加普遍，應用技術會有很大的提高。

3.2控制工程的發展現狀

我國當前科技水平和發達國家相比具有相應的差距，自動化程度較低。在許多國家，自動化控制技術已經在機械電子工程中得到了廣泛推廣。因此我國需要不斷增強自動化控制系統在機械電子工程中的應用，進行創新性發展。

4 控制工程在機械電子工程中的應用探討

4.1 自控系統在機電工程中的應用種類

自動控制系統包括集成自控系統、柔性自控系統以及智能自控系統。目前在輸油氣機械電子工程應用最廣泛的是集成自控系統。集成自控系統指的是保留信息技術，開展改良創新，對機械自動化系統進行完善。集成自控系統的優勢是可以融合原有信息技術和生產信息，從而增強了機械電子工程中的集成，拓展了機械電子工程生產和發展。集成自控系統的基礎是計算機技術，因此計算機水平的提升能夠推動集成自控系統的發展。

柔性自控系統是一種新型自動控制技術，既可以實現自動化，還能使自動化具有智能性。機械電子工程在發展中，柔性自控系統目前占據了重要地位。柔性自控系統實現了很多技術的融合，比如信息技術、機械技術等，通過結合計算機技術，從而實現數控操作。

例如油氣行業在發展的過程之中，為了保證生產能力，在壓縮機的管理過程之中，將其與智能自控系統結合起來，實現了對壓縮機數據信息進行采集和分析，將機械工作和人工智能有機結合，從而成為自動化，提升生產效率，減少人工成本，對生產過程進行控制。在天然氣公司管道輸送控制中，智能自控系統起到了重要作用。

4.2 自控系統在機電工程中的具體應用

機械磨削過程中的精度控制，運用的是專家控制精度系統，在進行機械磨削時可以進行智能化、動態補償控制。它的原理是在磨削過程中，綜合考慮誤差，制定相應的控制規則和控制目標，從而實現精度的控制。

為了避免高速液壓機在高速和高壓情況下受到影響，可以運用預測控制系統。依據采樣的時間和歷史數據，構建預測模型，依據模型對輸出值進行預測，然后對測算結果進行控制。這種方法的特點是，在數據不足和受外界干擾情況下，可以達到很好的精度，獲得很好的預測效果，廣泛應用在電液伺服系統快速預測控制中。

目前機械加工中模糊控制也具有很大的作用。模糊控制的特點是將復雜問題直觀化，構造算法和控制編程非常簡單，在一些復雜的機械加工中，可以發揮出很好的控制效果。同時，模糊控制可以不使用精確的數學描述控制對象，通過輸入測量值，對偏差和變化率進行設定，就可以獲得最佳的控制輸出值，從而對目標進行控制。另外，在機械電子工程中廣泛應用的控制系統還有神經網絡控制，大多應用在數控機床的加工中。

4.3模糊控制工程在機械電子工程中的應用

機械工程的加工流程較為，因此傳統控制方法框架下的自動化控制的效果并不好。為了改變這一情況，提升管理效能，技術人員可以采取模糊控制工程，將把復雜的問題進行直觀呈現，從而將程序編制過程簡單化，進行模糊化控制可以不用對機械制造工程進行精確化的數據研究，只要保證好輸入量在合理的偏差范圍內即可，所以，模糊控制系統在機械電子工程中應用效果十分明顯。

結語：

隨著我國科技水平的不斷提升，在工業生產中自動控制系統已經成為了重要組成部分。當前，機械電子工程的發展已經趨向智能化、網絡化、微型和綠色化等方向，因此未來隨著先進控制理論和技術的出現，控制工程在機械電子工程中一定會得到越來越廣泛的應用。

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