智能控制在機械電子工程中的應(yīng)用

王好勛

【摘? 要】將控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用作為主要研究內(nèi)容，通過對控制工程與機械電子工程進行簡單闡述，進而對控制工程在機械電子工程中應(yīng)用的現(xiàn)狀以及控制工程在機械電子工程中應(yīng)用的發(fā)展前景兩方面進行詳細的研究與分析。基于此，本文主要分析了控制工程與機械電子工程的概念、控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀并提出了控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】控制工程;機械電子工程;應(yīng)用

1引言

如今計算機信息技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)代科技不斷進步，使機械電子行業(yè)面臨著新的機遇。同時，當(dāng)前經(jīng)濟全球化逐漸深入，機械電子工程也面臨著巨大的競爭，這就要求機械電子行業(yè)及時進行轉(zhuǎn)變，將現(xiàn)代電子控制技術(shù)充分應(yīng)用起來，加速控制工程和機械電子工程的結(jié)合。下面本文將進行深入的探究，總結(jié)控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用策略，以期促使二者更好地結(jié)合，并得到健康穩(wěn)定的發(fā)展。

2智能控制工程與機械電子工程概述

2.1智能控制工程概述

所謂的智能控制工程，是指在控制理論支持下的一種現(xiàn)代控制工程，融合了信息技術(shù)、計算機理論等多種要素，應(yīng)用過程中的智能化特點顯著，潛在應(yīng)用價值大，可滿足系統(tǒng)工程實踐中的自動化控制要求。同時，在智能控制工程的作用下，可提升控制工程的智能化水平，使得這類工程在實踐中有著良好的可操作性，為控制工程的穩(wěn)定性提高與實用性增強提供了科學(xué)保障。因此，在機械電子工程發(fā)展過程中，需要給予智能控制工程的應(yīng)用更多的考慮，有效應(yīng)對實踐中的形勢變化。

2.2機械電子工程概述

為了提升對機械電子工程的整體認知水平，則需要對其相關(guān)內(nèi)容有所了解。具體表現(xiàn)為以下方面。在機械理論與電子技術(shù)的配合作用下，為機械電子工程的穩(wěn)定發(fā)展注入了活力，并使機械工程的生產(chǎn)效率有了顯著的提高。在機械電子工程的作用下，可使工程相關(guān)的產(chǎn)品性能得以優(yōu)化，且在信息交流功能的支持下，逐漸提升了機械電子工程的發(fā)展水平。機機械電子工程也稱機電一體化，是機械工程與自動化的一種。在這類工程發(fā)展中，融合了基礎(chǔ)理論知識和機械設(shè)計制造方法，對計算機軟硬件應(yīng)用能力有著較高的要求，能承擔(dān)各類機電產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計、制造、試驗和開發(fā)工作，對機械電子學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。

3智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用分析

智能控制系統(tǒng)主要是將人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，一同展開智能化模擬與控制工作，確保特定操作流程符合要求，能夠有效模仿人類大腦思維模式，進而實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集和控制工作。

3.1專家控制系統(tǒng)的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展也對機械電子工程提出了更高的要求，機械電子工程中最要的便是系統(tǒng)的控制性能，然而傳統(tǒng)的控制方式無法滿足現(xiàn)代機械電子工程的控制需求。傳統(tǒng)的控制方式主要依靠數(shù)學(xué)模型，這種數(shù)學(xué)模型是以受控對象的特征建立的，然后依據(jù)這種數(shù)學(xué)模型進行機械電子工程的控制，然而當(dāng)受控對象的一些外部或內(nèi)部環(huán)境的改變引起其結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)參數(shù)改變，這樣受控對象的數(shù)學(xué)模型不可避免的會改變，然而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)卻無法隨著模型的改變而改變，這樣的控制系統(tǒng)無法達到控制要求。在實踐過程中專家、甚至一些有經(jīng)驗的操作工人僅僅憑借自己的直覺便能很好地完成控制問題，然而這些控制問題很難用計算機去解決，為了解決這樣的問題，人們發(fā)明專家控制系統(tǒng)來代替人的直覺行為進行控制，實際上這些直覺行為背后是人們長期實踐過程中的對控制對象和控制規(guī)律的體現(xiàn)，專家控制系統(tǒng)深挖這些經(jīng)驗背后的規(guī)律知識，同時并以智能方式運用這些知識，使受控系統(tǒng)性能得到進一步提升。高精度機床是機械電子工程的典型代表，然而在機床加工零件過程中不可避免受到環(huán)境的影響，采用專家精度控制系統(tǒng)，可以對機械加工過程實施動態(tài)化、智能化的補償控制，這種補償是基于對加工過程中可能影響加工誤差的各種因素綜合分析，同時設(shè)定控制目標(biāo)，采用專家精度控制系統(tǒng)可以提高加工精度。

3.2模糊控制系統(tǒng)應(yīng)用

隨著我國控制系統(tǒng)的研究逐漸深入，在現(xiàn)階段機械電子工程的控制系統(tǒng)應(yīng)用中，逐漸出現(xiàn)了模糊控制系統(tǒng)。該種控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是依照其運行特點將其運行在簡單的生產(chǎn)制造業(yè)當(dāng)中。由于機械工程的制造與加工流程是一種復(fù)雜、繁瑣的過程。在對機械工程進行創(chuàng)造與建設(shè)的過程中，利用傳統(tǒng)的控制方法對其進行建立較為困難與復(fù)雜，進而導(dǎo)致機械工程在具體的使用過程中出現(xiàn)自動化控制效果不佳的問題。該種問題的出現(xiàn)不僅不利于我國控制系統(tǒng)的后續(xù)應(yīng)用與建設(shè)，而且對于機械工程的建設(shè)也具有一定的消極影響。故而對模糊控制系統(tǒng)進行研究與應(yīng)用。模糊控制系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中不僅能夠?qū)?fù)雜繁瑣的流程進行簡化，將負責(zé)的問題進行直觀的解決與處理，而且還具有簡單靈活的使用特點。利用模糊控制系統(tǒng)對電子程序進行編制，將促進電子程度編制過程的簡單化，降低制作的難度與成本。同時，對電子程序進行模糊化空控制還將避免數(shù)據(jù)研究與的精確化，進而降低生產(chǎn)于研究中的難度。在對該種控制系統(tǒng)進行應(yīng)用時，僅需要對輸入量的合理偏差范圍進行確定，并將合理的偏差范圍輸入控制系統(tǒng)中，進而便可達成工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)。

3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是控制工程的重要組成部分，是當(dāng)今較為先進的控制手段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的理論基礎(chǔ)是生物學(xué)理論。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制可以將很多簡單的神經(jīng)元進行連接，從而得到一個復(fù)雜而綜合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在所形成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，盡管每個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能都很簡單，但是連接而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻十分復(fù)雜。與單個神經(jīng)元相比，連接而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更加可靠。比如在機械電子工程的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制對數(shù)據(jù)的分析會更嚴(yán)密可靠，主要是因為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有與人腦接近的學(xué)習(xí)能力，這就充分保證了大量數(shù)據(jù)在分析中的高度準(zhǔn)確性。近幾年，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制也開始進行人工智能化的探索，在機械電子工程中的應(yīng)用越來越廣泛，相關(guān)人員可以進一步促進其應(yīng)用，從而不斷提高機械電子工程的可靠性與安全性。

3.4魯棒控制應(yīng)用

魯棒控制英文名為“Robust Control”，主要是指在機械電子工程中安裝一個控制器，并對這個控制器的性能指標(biāo)進行調(diào)試，確保機械電子系統(tǒng)在運行過程中如果遇到各種問題，都能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化（如下頁圖1所示），維持某些性能的特性，達到有效控制的目標(biāo)。通常情況下，工作人員在機械電子工程中使用魯棒控制需要注意以下兩點：一方面，工作人員需要選擇H∞的控制理論來研究出魯棒控制器，在此基礎(chǔ)上對魯棒系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)進行調(diào)試，確保性能、功能都符合要求。另一方面，在上述工作完成后，工作人員還需要對魯棒控制器理論內(nèi)容進行研究，并利用控制系統(tǒng)來精準(zhǔn)地控制目標(biāo)軌跡的運行過程，從而有效保證電子機械工程能夠穩(wěn)定進行，提高電子機械系統(tǒng)的運行效率。

3.5集成自動控制的應(yīng)用

集成自動控制是最常見的智能控制技術(shù)，也是機械電子工程中最常使用的智能控制系統(tǒng)。集成自動控制系統(tǒng)是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上所發(fā)展出來的，所以積聚了信息技術(shù)的各種優(yōu)點，能夠有效提高機械電子設(shè)備的可操作性，對機械電子工程中所使用的機械電子設(shè)備進行統(tǒng)一集中管理，從而有效提高機械電子工程的運行效率，讓我國電子行業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定有序的發(fā)展。

4結(jié)束語

控制工程在機械電子工程中進行應(yīng)用，可以提升機械電子工程的智能化水平與自動化水平。如今計算機控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，更應(yīng)當(dāng)將控制工程與機械電子工程進行充分的結(jié)合，以促進機械電子工程穩(wěn)定高效地發(fā)展，進一步提高機械電子工程的效率，從而提升其經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]劉屹.淺談控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（16）：252-253.

[2]趙路.農(nóng)機一體化背景下控制工程在機械電子工程中的運用探析[J].農(nóng)技服務(wù)，2017，34（14）：136.

[3]崔海花.基于智能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017（05）：12+14.

（作者單位：青州市工業(yè)和信息化局）