機械工程中電子節能控制技術探析

邱宸 劉松松

【摘 要】在我國社會經濟及科學技術的持續發展背景下，機械電子工程技術逐漸得到完善，其技術需求量也不斷提升，逐漸朝著智能化、多元化的方向不斷發展。在這種情況下，節能控制工程在機械電子工程中體現出較高的應用價值，在關注機械電子工程的同時，需要加強對電子技術及機械控制技術的研究，以合理有效的方法將控制工程應用到機械電子工程中，從而促進機械電子工程的進一步發展。鑒于此，文章結合筆者多年工作經驗，對機械工程中電子節能控制技術探析提出了一些建議，僅供參考。

【關鍵詞】機械工程;電子節能控制技術;探析

引言

控制工程的不斷發展，促進了機械電子工程的不斷進步。隨著科技進步，控制工程在機械電子工程中的應用將會更加廣泛。本文研究了智能控制系統、集成自動控制系統、模糊控制系統、魯棒控制系統、預測控制技術、神經網絡控制系統等在機械電子工程中的應用，這些控制工程應用推動了機械電子工程的進步，希望本文的研究有助于促進機械電子工程向著更加智能化、自動化和現代化的方向穩定發展。

1、控制工程與機械電子工程的概念

1.1機械電子工程的概念

機械電子工程一詞屬于舶來品，由日本“Mechatronics”一詞翻譯而來，機械電子工程其實就是將電子技術引入機械工程，計算機電子技術屬于信息控制的數控中心，與機械工程相結合時可以對機械工程全方面的控制，尤其是機械工程在生活中實際操作模式下的各種使用功能，這些功能的存在是幫助人類來操作人力所難以操作的事情。在我國的基本內涵是表示機電一體化，所謂的機電一體化是指機械工程與現代化的計算機電子信息技術相結合的綜合升級版本，這種機械與電子技術的結合體能夠大大地提升生產的效率，創造更多經濟效益，能夠有效地推動我國的社會化進程，解放和發展生產力。

1.2控制工程的概念

控制工程是一項利用計算機技術對工程過程進行自動化管理的技術。它能夠根據計算機模擬各類參數和各類設計性問題，通過計算機云計算方式，將各類重點數據進行輸入和輸出，并進行數據的核算，以起到利用自動化技術對工程中出現的問題進行解決、對工程進程進行把控的作用。

2、機械電子節能控制技術的現狀

電子信息技術的發展和應用為機械電子工程行業奠定了基礎，同時也提出了巨大的挑戰。機械電子工程簡單地說是以計算機為基礎，多種技術相結合的綜合性學科，它不僅是社會技術發展的產物，也是社會進步的象征，在突飛猛進的現代化高科技的社會時代，機械電子工程行業已經成為我國工業經濟發展的命脈，大大推動了我國國民經濟的綜合發展。這也說明了我國機械電子系統越發成熟和穩定，機械電子工程行業已走向國際快速發展的隊伍之中，也成為世界機械電子工業主要出口國之一，但我們清楚看到與許多發達國家，如德國、美國等還有一定的差距。

3、機械工程中電子節能控制技術

3.1控制技術確保節能

機械工程系統是靠電比例液壓泵、電比例馬達、電比例液壓閥和電控噴油柴油機等部分互相之間的聯系組成的系統，靠電的控制轉化和功率輸出，盡可能達到設施體積小、可用能力最大，希望達到智能化操控。根據周圍環境完成更大效益的節能化，起到省時省力高效為目的。使用全電式的控制系統要求技術很高，必須有很快的速度完成信息的傳遞，但針對目前的技術而言，還無法達到此目標，不能快速地處理以及傳遞信息，大數據下完成有一定難度。這樣采用分布式的控制系統。以總線為根本，將發動機的噴油總量和操作者的指令和機器性能等數據傳遞到總線上，其他部分可在總線上獲取信號，液壓磊控制器可調整排量信息，和其他控制器的傳輸，達到要控制的總體要求。對于機器的工作質量和節能，全局式的節能控制系統的重點是從整個機械進行研究，從整體環境來觀察，完成全局式的節能控制系統。需要設定節能的總體目標，分析作業完成的質量或部分組織結構的性能要求等，達到節能效果的最大化。在同時控制多個部分的組織結構、工作效率和固有的節能控制技術等都有注意，因此，全局式的節能控制系統較為全面。

3.2智能控制系統在機械電子工程中的應用

控制工程中利用最廣泛的就是智能控制系統。智能控制系統是人類重要的發明，它利用計算機技術，模擬人腦進行智能控制與管理。智能控制系統在機械電子工程上的應用，可以通過人工智能模擬的方式，錄入電腦系統，就像人工一樣控制和操作某項生產工作。

3.3模糊控制系統在機械電子工程中的應用

以往的機械電子加工過程中，各類復雜的工步、工藝，導致工程操作內容繁重，加大了工作人員的工作量，效率低下。模糊控制系統正好彌補了這一缺點，它具有精確的數學管理模型，能夠高效地實現自動化控制。模糊控制系統在機械電子工程中改進了原有控制理論的缺陷，從控制工作內容的精準范圍，改變為控制誤差的精確范圍，使機械電子工作被控制在規定的范圍內運行，實現了最優控制。

3.4在高速液壓機中的應用

一般在液壓機的運行過程中，液壓機的速度及壓力不斷提升，其慣性作用顯著增大，以致系統中的各種機體運行速度不斷降低，嚴重影響整個系統的正常運行。面對這種情況，需要利用預測控制對其進行處理，而預測控制的機理就是在發生問題之前進行數據采集，結合數據信息構建一個完善的預測模型，進而根據預測模型輸出的數據信息進行計算，確定控制器的位置，實現對相關問題的提前控制。就實際情況來看，這種方法比較適用于數控信息不多的時候，整個過程不能有外力因素的干擾，以此保證數據信息的精確性。

3.5魯棒控制的應用

魯棒控制在控制系統中的定義是在外界環境的影響下，控制系統的某一方面的性能始終保持不變，正是因為這種可行性，魯棒控制在機械電子工程的控制中有著廣泛的應用。尤其是在機械臂和柔性臂的應用中，魯棒控制通過調節系統控制器的內部結構，進行操作軌跡的模擬，從而利用補償控制的算法進行補償控制的計算，從而使控制系統能夠準確的對設定的程序和運行軌跡進行控制。

3.6柔性機械臂軌跡跟蹤控制

柔性機械臂軌跡跟蹤控制是機械自動化的直觀體現，也是機械電子工程重要的組成部分。柔性機械臂用料少、質量輕、耗能低，通過關節的柔性和兩岸的柔性，實現很多高速、高難度的操作，能夠轉配工業中實現人機作業，提高了工人的安全系數。柔性機械臂軌跡跟蹤控制主要是慢變控制和快變控制兩種，由于是分布式參數系統，因此對于柔性機械臂軌跡跟蹤控制需要很強的耦合性。快變控制器和慢變控制器的有機結合，使柔性機械臂得到有效的控制，從而能夠在工業中精準的工作。

結束語

為適應時代發展的要求，節能控制工程在機械電子工程中的應用是一個必然趨勢，這不僅是提高我國生產能力的重要途徑，也是保障產品質量、降低生產成本、促進企業長遠發展的有力措施。為充分發揮節能控制工程在機械電子工程中的作用，相關從業者要加強對控制工程的研究，結合機械電子工程的具體情況對其進行靈活運用，以此提高機械電子工程的整體性能，為機械電子工程的持續發展奠定良好基礎。

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