機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的應(yīng)用研究

許曦普

（青島理工大學(xué)機(jī)械與汽車學(xué)院，山東 青島 266520）

所謂自動(dòng)化技術(shù)在無人工干預(yù)的前提下，使機(jī)器的設(shè)備和裝置能夠按照正常的程序和指令對(duì)汽車實(shí)施人為控制和操作，在這個(gè)過程中，控制與指令是人工給予的，但在整個(gè)流程運(yùn)行過程中卻不涉及人力。機(jī)械自動(dòng)化也就是通過機(jī)器和相應(yīng)的裝置通過機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。從機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展歷程來看，最早可以追溯到西方工業(yè)革命時(shí)期，在那一階段，蒸汽機(jī)的應(yīng)用給予機(jī)械提供了離心式的調(diào)速器，并加速了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展。當(dāng)前社會(huì)，汽車已經(jīng)成為人們出行必不可少的工具，在應(yīng)用上日益廣泛并成為不可替代的重要交通方式，給人們的生活帶來更多的便利性，因此將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用至汽車領(lǐng)域是十分符合未來發(fā)展趨勢(shì)的，在其作用下能夠最大限度保障汽車運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性，同時(shí)對(duì)于汽車生產(chǎn)商來說也具有事半功倍效果，能夠增加生產(chǎn)商的生產(chǎn)效率，提升生產(chǎn)的規(guī)模性。對(duì)于汽車使用者來說也具有一定優(yōu)勢(shì)，能夠顯著降低汽車的運(yùn)行成本。為此國家需要積極調(diào)控政策，鼓勵(lì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的應(yīng)用，以此符合未來的社會(huì)發(fā)展潮流。

1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的價(jià)值及意義

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的價(jià)值及意義主要集中在兩個(gè)方面，首先能夠調(diào)節(jié)汽車系統(tǒng)的任務(wù)，也就意味著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠與汽車控制結(jié)合，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠按照人為指令給汽車下達(dá)控制命令，而后經(jīng)過汽車的前置機(jī)器控制后將采集到的全部信息上傳至局域網(wǎng)內(nèi)，并在此過程中繼續(xù)采集相關(guān)信息，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。第二個(gè)作用在于能夠設(shè)計(jì)汽車的操作控制系統(tǒng)。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的汽車機(jī)械化生產(chǎn)不僅不符合汽車生產(chǎn)自身的發(fā)展規(guī)律，同時(shí)也難以滿足目前民眾對(duì)于汽車生產(chǎn)的要求，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠在汽車生產(chǎn)中起到積極的控制性作用。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)與汽車控制形成有機(jī)的結(jié)合能夠在汽車控制系統(tǒng)找那個(gè)注入單片機(jī)技術(shù)，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)語言完善汽車內(nèi)部的軟件，實(shí)施有效的控制，對(duì)后續(xù)人為的操縱提供更加全面和精準(zhǔn)的控制作用。

2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的具體應(yīng)用

目前，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的應(yīng)用主要集中在對(duì)智能汽車的發(fā)展以及相關(guān)設(shè)備的控制和對(duì)汽車進(jìn)行故障診斷的方面，且運(yùn)用效果已經(jīng)得到了認(rèn)可。

2.1 設(shè)備故障診斷與預(yù)警

汽車為了保障駕駛者的安全，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝上更加復(fù)雜，因此為了避免單一機(jī)械機(jī)構(gòu)所出現(xiàn)的故障給駕駛員所帶來的負(fù)面硬性需要在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中更加重視對(duì)故障源的定位和預(yù)警工作，幫助駕駛員和維修人員精準(zhǔn)定位故障位置，并采取有效措施予以應(yīng)對(duì)故障。還可以使用傳感器安裝監(jiān)控設(shè)備，對(duì)汽車整體內(nèi)部環(huán)境以及各個(gè)部件的工作情況進(jìn)行監(jiān)控，一旦零件或設(shè)備出現(xiàn)異常，傳感器能夠?qū)⑦@些信息傳達(dá)給控制中心，控制中心而后可以根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的指令啟動(dòng)故障預(yù)警機(jī)制或緊急制動(dòng)措施，保證汽車能夠在正常情況下運(yùn)行，以此保障駕駛員的安全性。

2.2 設(shè)備自動(dòng)化控制

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，汽車的普及率逐漸上升，與此同時(shí)，路面情況也更加復(fù)雜多變。為了適應(yīng)目前的路面情況，盡量簡化駕駛員的操作，就需要在汽車設(shè)計(jì)中應(yīng)用閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)能夠以傳感器中心作為中樞結(jié)構(gòu)，發(fā)揮橋梁和媒介的作用，對(duì)汽車的運(yùn)行和靜止?fàn)顟B(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后，再將相關(guān)數(shù)據(jù)傳達(dá)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理后，對(duì)汽車的行駛狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)汽車各部件的機(jī)械裝置能夠按照指令運(yùn)行。

2.3 智能汽車

從汽車發(fā)生的各種不安全因素來看，占據(jù)很大比例的是駕駛員的人為因素。駕駛員對(duì)于交規(guī)的不熟悉、疲勞駕駛、判斷失誤等都會(huì)導(dǎo)致各種安全事故出現(xiàn)，交通事故的發(fā)生頻率也會(huì)隨之升高，造成各種隱患的出現(xiàn)。智能汽車作為綜合性的系統(tǒng)，能夠?qū)Νh(huán)境保持高敏感，并做好與之相配的規(guī)劃決策，并與汽車自身所包含的多等級(jí)輔助駕駛的特點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)人工智能技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息融合、傳感技術(shù)和通信技術(shù)集中運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)的綜合性使用。在普通汽車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上加用先進(jìn)的傳感器、執(zhí)行器和控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員、駕駛車輛、駕駛路面情況信息進(jìn)行全面地監(jiān)控，讓車輛能夠敏銳感知到周圍的環(huán)境，并自主分析自己的運(yùn)行情況自己可能遇到的危險(xiǎn)情況，讓車輛在運(yùn)行過程中更加安全，實(shí)現(xiàn)安全性與平穩(wěn)性的雙重效應(yīng)。

3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制中的關(guān)鍵性技術(shù)

3.1 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性以及及時(shí)性

要想完成汽車設(shè)備的自動(dòng)控制，首先就要對(duì)控制和執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行全面保障，從而保證控制結(jié)構(gòu)能夠與傳感器形成實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的信息溝通。傳感器要將汽車運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面監(jiān)測，獲取信息后全面?zhèn)鬟_(dá)給控制系統(tǒng)后，由控制器對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理后判斷受控制的組件和結(jié)構(gòu)是否存在故障，準(zhǔn)確形成指令后將其傳達(dá)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。數(shù)據(jù)傳輸過程中除了要注重傳達(dá)過程的實(shí)時(shí)狀態(tài)，還需要保證數(shù)據(jù)的正確性和精確性，主要是因?yàn)橐坏┬畔⒊霈F(xiàn)錯(cuò)誤，那么汽車的安全行駛就難以得到保證，且在后期的維修上成本更高，存在較大的安全隱患。

3.2 充分應(yīng)用人工智能技術(shù)

現(xiàn)如今，人工智能在電氣自動(dòng)控制領(lǐng)域中已經(jīng)獲得了較大范圍的應(yīng)用，人工智能在汽車自動(dòng)化領(lǐng)域中逐漸代替人類自身發(fā)揮重要的作用。此外智能AI設(shè)備也在高集成度和自適應(yīng)的系統(tǒng)中插入，能夠具備較高的學(xué)習(xí)能力，逐步自我完善與進(jìn)化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工智能技術(shù)也能夠更快適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展?fàn)顩r，其在汽車控制系統(tǒng)的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)適應(yīng)能力也會(huì)不斷加強(qiáng)，成功實(shí)現(xiàn)控制的可靠性和實(shí)時(shí)性。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的成熟化發(fā)展，智能控制系統(tǒng)與整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)系更加密切，智能控制將不斷突破時(shí)間和空間上的限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程汽車設(shè)備控制。

3.3 對(duì)層次與結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理劃分

要想對(duì)汽車的控制形成高效穩(wěn)定的業(yè)務(wù)，首先就需要盡量減少能耗，不斷縮減能耗上額成本，因此需要控制汽車的層次結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的劃分，將各組件的分散控制系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總后，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)總控制中心，并由總控中心與獨(dú)立控制組件形成控制性網(wǎng)絡(luò)后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。

4 結(jié)語

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于汽車的需求不斷旺盛，同時(shí)對(duì)于汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求也更加強(qiáng)烈，開始重視機(jī)械自動(dòng)化在汽車控制中的運(yùn)用，能夠有效提升汽車生產(chǎn)效率，為汽車生產(chǎn)制造商降低人力物力財(cái)力的投入，實(shí)現(xiàn)了汽車生產(chǎn)商的可持續(xù)化發(fā)展。另外對(duì)于汽車駕駛員來說，也在保證運(yùn)行平穩(wěn)性的同時(shí)增強(qiáng)了汽車運(yùn)行的安全性。我國目前在汽車控制領(lǐng)域中對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還不夠深入，但發(fā)展較為迅速，具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>