淺談控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

王彪

摘 要：機(jī)械電子工程，是現(xiàn)下社會(huì)中備受矚目的工業(yè)行業(yè)之一，其同樣也作為我國(guó)最為重要的核心產(chǎn)業(yè)之一。在如今知識(shí)時(shí)代的大背景之下，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)和信息軟件的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這同時(shí)也推動(dòng)了現(xiàn)在機(jī)電一體化的整體發(fā)展進(jìn)程。而此時(shí)控制工程的使用價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值也越來(lái)越明顯。針對(duì)以上可能出現(xiàn)的問(wèn)題，本文主要就是從控制工程和機(jī)械電子工程的簡(jiǎn)單概述出發(fā)，并對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)應(yīng)用中前者在后者范圍內(nèi)的應(yīng)用做出分析，以供同行相互學(xué)習(xí)和借鑒。

關(guān)鍵詞：控制工程;機(jī)械;電子工程;應(yīng)用

0 引言

在21世紀(jì)以來(lái)，如何評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家是否在進(jìn)步，就是要看其科學(xué)技術(shù)和機(jī)械水平的發(fā)展和開(kāi)發(fā)程度是否在持續(xù)進(jìn)步。在我國(guó)現(xiàn)下的科技發(fā)展中，因?yàn)樾畔⒒⒅悄芑岸鄻踊难杆侔l(fā)展，也造就了機(jī)械電子工程行業(yè)的迅速改變?？刂乒こ滔到y(tǒng)是整個(gè)機(jī)械電子工程當(dāng)中的重要組成部分，其可以對(duì)現(xiàn)在的多數(shù)電子設(shè)備起著重要作用和產(chǎn)生重要影響。所以說(shuō)，在機(jī)械電子工程的相關(guān)建設(shè)中，一定不能忽略控制工程帶來(lái)的作用和其建設(shè)。

1 簡(jiǎn)述控制工程和機(jī)械電子工程

1.1 控制工程簡(jiǎn)述

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，控制工程就是以控制理論為思想指導(dǎo)，與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，并相互融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工程的全自動(dòng)化管控。在近些年來(lái)，隨著控制理論體系和控制實(shí)踐體系日趨完善，讓控制工程的技術(shù)水平也得以大幅提高，使其在眾多領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。

1.2 機(jī)械電子工程簡(jiǎn)述

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械工程來(lái)說(shuō)，因其擁有著顯著的綜合性、融合性特點(diǎn)，所以不僅會(huì)促進(jìn)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時(shí)還能提升機(jī)械設(shè)備的工作性能。其實(shí)，機(jī)械電子工程就是指機(jī)械和電子工程二者合一，互相融合，也就是“機(jī)電一體化”。我們所說(shuō)的機(jī)械電子工程，就是在多種不同技術(shù)下，通過(guò)彼此間的結(jié)合和融合，以模塊化的形式來(lái)進(jìn)行具體表現(xiàn)。機(jī)械電子工程可以受到各種技術(shù)影響，常見(jiàn)的有機(jī)械、自控、信息、電子技術(shù)等等，在這些技術(shù)當(dāng)中，機(jī)械電子工程較為復(fù)雜，其在系統(tǒng)中的控制質(zhì)量好壞，可以直接對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。

2 機(jī)械電子工程的具體解析

其實(shí)，對(duì)于機(jī)械電子工程來(lái)說(shuō)，其另一個(gè)較為大眾化的稱呼就是——機(jī)電一體化。機(jī)械電子工程的主要內(nèi)容，就是機(jī)械工程和自動(dòng)控制的結(jié)合運(yùn)用，具體包括基礎(chǔ)理論、具體機(jī)械制造方法、具體的計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力、具體對(duì)電機(jī)和系統(tǒng)的研發(fā)等等。而對(duì)機(jī)械電子工程而言，因其具有顯著的綜合性和概括性，其就是全面對(duì)機(jī)械工程加大宣傳和加強(qiáng)人才的學(xué)習(xí)和運(yùn)用。主要是因?yàn)閷?duì)機(jī)械電子工程來(lái)說(shuō)，其本身就是在不同學(xué)科之間互相交流和融合的結(jié)果，是對(duì)各個(gè)專業(yè)技術(shù)的結(jié)合和統(tǒng)一。與控制工程相比較，機(jī)械電子工程要求的知識(shí)量和儲(chǔ)備范圍較高，主要是要求對(duì)綜合知識(shí)的結(jié)構(gòu)牢牢熟記和成熟運(yùn)用電子技術(shù)。

3 控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用分析

隨著現(xiàn)下控制理論和技術(shù)的更新升級(jí)，現(xiàn)在的控制系統(tǒng)主要可以分為集約控制、智能控制和柔性控制，這三類系統(tǒng)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在機(jī)械電子工程的實(shí)際運(yùn)用中起到重要作用。

3.1 機(jī)械磨削精度控制

因?yàn)槟壳皺C(jī)械生產(chǎn)的各項(xiàng)生產(chǎn)工藝都提出了更為高質(zhì)量和高精密度的質(zhì)量，所以機(jī)械元器件的生產(chǎn)目標(biāo)也有了大幅提高，一定程度上這對(duì)各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備的磨削工藝有了更高的追求。而對(duì)螺紋的磨削過(guò)程要全面實(shí)行補(bǔ)償控制，接著要對(duì)這一生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生誤差的諸多因素展開(kāi)綜合分析，并提出新的系統(tǒng)控制目標(biāo)，進(jìn)而達(dá)到降低誤差、提升磨削精度的目的。

3.2 機(jī)械加工過(guò)程控制

隨著機(jī)械制造行業(yè)火速發(fā)展，在機(jī)械的加工流程上各方各面也變得越來(lái)越復(fù)雜多元。所以說(shuō)，現(xiàn)在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過(guò)程控制方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)需求了。而對(duì)于提出和實(shí)踐模糊控制理論的及技術(shù)，以簡(jiǎn)化問(wèn)題、算法靈活、編程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，全面改善了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的弊端。同時(shí)，模糊控制還通過(guò)對(duì)測(cè)量值和變化率的前期設(shè)定及定制輸入，可以在最大程度上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。

3.3 柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制

柔性機(jī)械臂制造，這是現(xiàn)在機(jī)械制造行業(yè)中機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制的代表之一。因?yàn)楝F(xiàn)在的柔性機(jī)械臂采用是典型的分布式參數(shù)系統(tǒng)，存在的耦合性較強(qiáng)問(wèn)題對(duì)控制系統(tǒng)的綜合要求也比較高。對(duì)于這種問(wèn)題，可以采用滑模變的結(jié)構(gòu)控制方法對(duì)慢變控制器進(jìn)行全面的研發(fā)設(shè)計(jì)，將最新的控制理論和對(duì)于魯棒控制器的研發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用在需要的快變控制器中，通過(guò)慢變控制器和快變控制器的有機(jī)結(jié)合，可以將柔性機(jī)械臂存在的不確定性問(wèn)題得以有效控制。通過(guò)全面的補(bǔ)償控制算法，要對(duì)機(jī)械臂的軌跡跟蹤做出精準(zhǔn)的補(bǔ)償控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制的高精準(zhǔn)性。

3.4 高速液壓機(jī)控制

液壓機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中非常常見(jiàn)的一種機(jī)械設(shè)備，在社會(huì)和科學(xué)各領(lǐng)域的高速發(fā)展之下，對(duì)傳統(tǒng)液壓機(jī)的速度和壓力水平也提出了更高更全面的要求，液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)高速度和高壓力化發(fā)展已經(jīng)是當(dāng)前社會(huì)的必然趨勢(shì)。而如果壓力和速度的各項(xiàng)參數(shù)都得到提升，也會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制范圍和精度產(chǎn)生影響。所以說(shuō)，為全面滿足現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)備在各個(gè)方面都能達(dá)到實(shí)踐需求，降低其消極影響，可用預(yù)測(cè)控制原理，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析的基礎(chǔ)上建立模型，預(yù)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差變化率，最后在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行輸入和輸出值的確立，進(jìn)而降低其他因素對(duì)系統(tǒng)的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，因?yàn)楝F(xiàn)在現(xiàn)代化發(fā)展的速度越來(lái)越快，而科學(xué)技術(shù)和信息軟件的發(fā)展對(duì)社會(huì)要求的最新型人才和科技運(yùn)用上都是屬于最前列的，在更大程度上來(lái)說(shuō)可以在保證技術(shù)發(fā)展的同時(shí)推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。而對(duì)于控制工程和機(jī)械電子工程這兩方面來(lái)說(shuō)，其具體的定位、運(yùn)用、前景都在人類的生產(chǎn)和生活中不可忽視，占據(jù)著重要地位。所以說(shuō)，未來(lái)在對(duì)機(jī)械電子技術(shù)更加重視的同時(shí)，也要大力發(fā)展控制工程，進(jìn)而為社會(huì)做出貢獻(xiàn)，推動(dòng)國(guó)家全面發(fā)展。

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