控制工程在機械電子工程中的應用研究

馬強

摘 要：由于科學技術的快速發展，工程控制技術已實現了飛躍性的發展和升級，在各行各業中的應用愈發普遍和廣泛，特別是在機械電子工程中的應用最為重要。與傳統的機械工程技術相對比，盡管機械電子工程的發展時間不長，但對我國機械工程領域的健康穩定發展造成了非常深刻、直接的影響。怎樣將控制工程和機械電子工程全面融合，則是相關企業及技術人員需要思考的一個關鍵問題。

關鍵詞：控制工程;機械電子工程;應用

引言

科學技術的發展對于新型人才和科技的運用來說都是最前列的，保證在技術發展的同時，推動社會進步與物價經濟發展。毋庸置疑，機械電子工程與人類的生活工作中越來越息息相關，因此加強對機械電子技術的應用，以便最大限度地促進控制工程的發展就顯得尤為重要。

1控制工程的基本作用

與傳統的機械工程相比，控制工程具有較強的應用型及操作性，且機械電子工程所面對的設計對象是實踐性合同;對于控制工程的各種應用方法及核心技術，可以通過策略化實現預期的目標。同時，控制工程體現出空間結構簡單、操作方式便捷、使用性能較好等特點，能更好地解決復雜性問題，以綜合機械技術進行論證和實踐，進而實現較為理想的控制效果。此外，現代控制理論都是將空間線性工程作為依據，對非線性及多輸出等常規問題進行探究，并找出解決辦法，尤其在機械工程中體現出較高的重要性，這就給控制工程的應用提供了較為豐富的理論和技術支持，有利于實現科學化的生產。

2控制工程在機械電子工程中的運用

2.1模糊控制

模糊控制是隨著我國控制技術的不斷發展，在現有的控制技術中出現新的控制技術，主要是用在比較簡單的生產制造中。機械電子工程是一個非常復雜繁瑣的工程，在進行控制的過程中，通過傳統的控制方法不僅建立系統較難，而且控制的效果并不明顯。模糊推理同樣是仿生學的一種，是一種基于行為的推理方法，主要是為了應對模糊現象多進行的復雜推理問題，這是控制工程在機械電子工程中的另一個應用，并且擁有著無窮的潛力，能夠對機械電子工程模糊信息的處理，解決在機械電子工程運行過程中溫度的線性問題。因此模糊控制系統就應運而生，通過將生產制造中復雜繁瑣的流程簡化，使工業的制造變得清晰明了，可以直接將一些生產中的問題解決。

2.2神經網絡控制系統的應用

神經網絡控制系統是指建立模擬人類神經系統的網絡控制系統，通過不同的神經元對某個區域的機械電子設備進行有效控制，起到降低工人勞動量和提高效率的作用。神經網絡控制終端可以對各個神經元進行統一的控制，將處理后的信息向神經元反饋，而后神經元向機械電子設備分配相應的工作。對于數控設備來說，傳統的控制方法是以人工方式進行控制和操作，難以進行有效的信息識別及處理，如果將神經網絡控制系統應用于數控設備，操作人員只需要對系統中的運行參數進行調整，就能夠有效控制生產流程，還可以有效避免人為因素的影響。

2.3預測控制技術的應用

預測控制技術是一種重要的智能控制工程技術，目前在機械電子工程的運行中，涉及許多不同的機組設備和生產工序，因此容易出現某一機組設備出現故障，引起生產線故障和產品質量不合格的問題。應用預測控制技術能夠有效利用電子信息技術和網絡技術，分析機械電子工程設備的運行狀態，根據分析結果對設備的運行狀態進行預測，對設備中存在的問題進行有效解決，起到減少故障發生、提高作業效率的作用。比如對于高速液壓機，根據生產需求要對其運行速度和壓力進行提高，運用預測控制技術可以根據高速液壓機的實際運行情況，建立相應的預測模型，而后對其運行速度與壓力進行智能化控制。并能在控制中對液壓機的輸出值進行預測，準確判斷液壓機運行過程中的誤差，實現精確控制。

2.4集成自動控制技術

在我國機械電子工程領域中，集成自動控制技術是一個很常見的工藝，以信息技術為基點進行創新、改革而轉化來的，促使機械電子工程的控制系統實現全面升級。在運用集成自動控制技術的過程中，能夠對生產環節的數臺設備實施統一化監管，最大化地凸顯出其相應的價值，促使其能夠協調發展，大大增強生產效益。另外，集成自動控制技術能夠全面監測數臺設備的具體運行數據和生產指標，由此能夠實現全方位地控制和管理。

2.5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。

2.6棒控制技術的應用

魯棒控制技術是指在機械電子工程中安裝控制器，調試控制器各項性能，解決設備運行中設備運行中出現的各類問題。魯棒控制器是這一技術的關鍵部分，工作人員根據一定的控制理論內容設計出魯棒控制器，實現對目標軌跡運行的精確控制。魯棒控制技術主要應用于機械電子工程設備運行中，對于外部干擾因素的解決，比如設備無法正常運行等問題，可以在設備受到外界干擾時控制系統保持正常的性能。

2.7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。

2.8在智能控制系統中的應用

通過對云計算技術與人工智能技術進行結合運用，能構建一個系統化的智能控制系統，實現對生產過程的智能化控制和操作。通過對智能控制系統進行運用，能對相關的機械操作進行模擬，進而使機械電子工程能代替人工進行數據操控，并模擬人的思維進行數據管理，使企業的工作效率得到有效提升。同時，基于生物學基礎，電子網絡控制能以較為簡單的方式，形成一個復雜的網絡結構系統，進而實現對大規模數據的處理，使生產模式得到及時優化，使生產過程的控制效果得到提升。

結束語

為適應時代發展的要求，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。

參考文獻：

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