控制工程在機械電子工程中的應用

秦拴羊 傅強

摘要：隨著社會的經濟發展和科學技術的進步，對機械制造業的發展也產生了很大的影響，機械制造業的發展逐漸向著智能化和信息化的方向發展。其中，控制工程是機械制造業的重要的組成部分，控制工程的精準度，直接影響到了機械電子工程的質量和相關設備的性能發揮。本文結合機械電子工程的發展，對控制工程的應用進行了一定的探討和分析。

關鍵詞：控制工程;機械電子工程;應用

引言

經濟的飛速發展，科技的不斷進步。科學技術已經成為各行各業發展壯大的依據。自動控制系統的高速發展，促使控制工程在機械電子工程中的應用具有很好的發展前景。自動控制系統在機械電子工程應用的開始，沒有顯現出其應有的作用力。而今依賴于高速發展的電子設備，自動控制系統已經發生了重大的轉變，其核心技術現已經應用智能的電子設備，電子智能設備的投入使用大大提高了社會生產力。

1 控制工程與機械工程簡述

1.1 控制工程學的理論概述

控制理論與控制工程學科是以工程領域內的控制系統為主要研究對象，采用現代數學方法和計算機技術、電子與通訊技術、測量技術等，研究系統的建模、分析、控制、設計和實現的理論、方法和技術的一門學科。控制工程應用于很多行業的工程項目中，例如機械、采礦、航空以及生物等各式工程項目。在應用的過程中，控制工程在不斷完善自身的優勢，同時也在不斷利用新型的科學技術進行武裝。

1.2 機械電子工程

機械電子工程的特點有很多，包含各個方面，從某種程度上可以把機械電子工程概括為具備多技術融合的特點。機械電子工程不僅在最初的設計中與其他的學科相聯系，在機械電子工程實施的每一個步驟，都與其他的學科緊密連接。在電子工程設計的時候，設計師們往往傾向于利用多種技術、多種策略將不同的模塊進行組合，從而最終完成設計。

2 控制工程在機械電子工程中的應用

2.1 機械磨削精度控制中的應用

在進行機械元件的生產時，需要追求高精密和高質量的目標。想要生產出綜合質量更高的機械原件，對加工這些元件的設備要求也更加的高。比如在生產螺紋磨床的時候，機械設備需要對將要被生產出來的機械元件進行多角度的磨削。具體進行機械磨削所產生的誤差會影響設備本身的性能。在進行磨削時所掌握的力度，以及磨削的環境都會使機器元件的磨削產生誤差。在通過專家精度控制系統時進行綜合分析有可能影響螺紋磨削誤差的各個因素，對螺紋磨削過程實行智能化、動態化的補償控制，并設置一些可以與控制相適應的目標來達到誤差降低的效果，機械元件進行磨削時值精度就可以得到提升。

2.2 數控機床控制中的應用

數控機床是機械電子工程在進行神經網絡控制的一個典型。神經網絡控制是一種根據生物仿生研究而形成發展的控制模式，此種控制模式中每一個神經元都相互連接，整個系統規模大，結構相當復雜。但是這種神經網絡系統還可以進行數據龐大的信息處理，自動化水平非常高。當控制系統中引進這種信息處理模式之后，效率也會得到一定的提升。

2.3 集成自動控制

集成自動控制技術是在信息技術的基礎上發展而來的，在機械電子工程中應用集成控制技術能對生產過程中的多臺機械電子設備進行統一管理與控制，充分發揮各種設備的優勢，使各種設備能夠協同合作，大大提高了生產效率和生產質量。集成自動控制技術可有效整合各種設備的運行情況和生產信息，進而采用最有效的控制方式，實現多臺設備的集成控制。

2.4 智能自動控制系統的應用

計算機網絡系統與人工智能相結合就簡稱智能控制系統。在這種高智能系統的控制模式下，智能系統能夠自主的收集和分析資料，模擬著人的中樞神經系統，進行著機械化的規模化的生產，這樣的工作效率將會遠遠的高于人工的生產模式，而且相較于人工生產的各種不確定性，智能生產模式可以更好地把控流程，產品的質量也會均衡，不會再出現良莠不齊的情況，不僅節約了人力物力資源，還大大提高了生產效率，增加了企業的收益。

2.5 模糊控制系統應用

隨著我國控制系統的研究逐漸深入，在現階段機械電子工程的控制系統應用中，逐漸出現了模糊控制系統。該種控制系統的應用主要是依照其運行特點將其運行在簡單的生產制造業當中。由于機械工程的制造與加工流程是一種復雜、繁瑣的過程。在對機械工程進行創造與建設的過程中，利用傳統的控制方法對其進行建立較為困難與復雜，進而導致機械工程在具體的使用過程中出現自動化控制效果不佳的問題。該種問題的出現不僅不利于我國控制系統的后續應用與建設，而且對于機械工程的建設也具有一定的消極影響。故而對模糊控制系統進行研究與應用。模糊控制系統在具體的應用過程中不僅能夠將復雜繁瑣的流程進行簡化，將負責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。

2.6 預測控制技術的應用

當前在液壓技術發展過程中，高壓高速化是發展趨勢，但在生產過程中隨著壓力以及速度的不斷提高，在相應壓力增加的環境下，就會導致系統精度下降。而通過預測控制系統的應用，能夠有效的解決液壓高速高壓化產生負面的問題。在實踐過程中，該控制的應用原理主要是搜集相關系統輸入的歷史數據。輸出的預測模型建立之后，以結合預測模型得到的結果為基礎，全面的對系統誤差進行計算分析。最后，在得到計算結果后，采用該結果對控制對象進行處理，使該環節不會受到外界因素的影響，能夠得到較高的精確度，因此特別適合在快速預測控制系統中應用。

3 控制工程在機械電子工程中應用的發展前景

隨著我國控制工程的研究逐漸深入，其具有的作用與優勢也將不斷的優化升級，并對機械電子工程的發展起到積極的輔助作用。在控制工程的未來發展中主要應向著創新化的方向發展，其科技化性能以及實用性能也逐漸提升，且其應用的范圍也逐漸擴散至各個領域中，促進我國制造產業等各個領域的協同發展。

4結語

對于控制工程在機械電子工程中的應用問題進行分析與研究工作，有利于我們應用好控制工程技術方式，最終提高機械電子工程行業的質量與水平，降低其工程的成本、使得其朝著智能化方向發展，取得良好的經濟效益與社會價值。

參考文獻：

[1]郝世豪.淺談控制工程在機械電子工程中的應用[J].工業，2017（2）：00265-00265.

[2]秦松.控制工程在機械電子工程中的應用[J].工程技術：文摘版，2016（7）：00271-00271.

（作者單位：長城汽車股份有限公司）

第一作者簡介：秦拴羊（1990年8月），男，漢族，河北省石家莊市，石家莊鐵道大學，本科，電氣工程及其自動化。