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控制工程在機械電子工程中的實際應(yīng)用論文
一、控制工程與機械電子工程的具體內(nèi)涵
1.控制工程
控制工程是指將工程與計算機技術(shù)等相關(guān)基礎(chǔ)理論作為重點概念，利用其中的各項自動化技術(shù)解決和控制工程問題的一種技術(shù)。控制工程中重點研究多輸入與輸出，以及非線性設(shè)計問題和參數(shù)問題等�，F(xiàn)在控制工程的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴大，并且在機械電子工程中也開始得到廣泛應(yīng)用。
2.機械電子工程
機械電子工程既具有機械專業(yè)的特點，同時也帶有電子信息特征。如果從設(shè)計層面出發(fā)對其進行定義，機械電子工程融合了眾多領(lǐng)域和學(xué)科知識，在設(shè)計和系統(tǒng)操作過程中主要利用模塊化的方式。與以往的機械工程不同的是，現(xiàn)在的機械電子工程性能更高且構(gòu)造簡易、體積較小。隨著科學(xué)技術(shù)水平的持續(xù)提升，機械電子工程的系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，因此有必要利用各種科學(xué)技術(shù)將其同控制工程緊密聯(lián)系，從而更好地推動機械電子工程的發(fā)展。
二、控制工程在機械電子工程中的實際應(yīng)用
1.智能控制系統(tǒng)
發(fā)展至今，在控制工程中最引人矚目的便是智能控制系統(tǒng)。其通過雜糅人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)，將其運用在機械電子工程中，使用人工智能的方式模擬和控制某一操作流程，為各種機械機器人設(shè)定相關(guān)運行程序使其可以像人類一樣完成生產(chǎn)操作等工作。智能控制系統(tǒng)的運行方式完全參照人類大腦的思維方式，因此利用智能控制系統(tǒng)可以在進行機械化生產(chǎn)時主動完成各項信息的搜集、分析和處理工作，在有效控制生產(chǎn)成本的同時進一步提升機械電子工程的生產(chǎn)效率。
2.集成自動控制
現(xiàn)階段，在我國機械電子工程中最常使用的控制系統(tǒng)便是集成自動控制系統(tǒng)。它立足于原有的信息技術(shù)，并對其進行優(yōu)化調(diào)整，有效地提升了機械電子工程系統(tǒng)的完善程度。通過在機械電子工程中，尤其是機械生產(chǎn)加工過程中使用集成自動控制，能夠有效整合以往的信息技術(shù)以及同機械生產(chǎn)相關(guān)的各種信息，從而大大加強了機械電子工程中的集中工程。其通過與信息技術(shù)進行高度融合，并配合相應(yīng)的機械電子生產(chǎn)技術(shù)，以自動化、高效化和標(biāo)準(zhǔn)化的方式快速、精準(zhǔn)地完成機械加工。在科學(xué)技術(shù)水平又一次提升的情況下，已經(jīng)出現(xiàn)了能夠全部保留機械電子工程中自動化成分的柔性自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化和智能化的生產(chǎn)與控制，可以將信息技術(shù)、計算機技術(shù)以及現(xiàn)代機械電子技術(shù)等進行有機整合。將柔性自動控制系統(tǒng)運用于數(shù)控機床，可以將設(shè)定好的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)程序和控制程序輸入至控制設(shè)備中，從而更加科學(xué)、高效地完成機械生產(chǎn)制造。
3.魯棒控制
控制工程中的魯棒控制也經(jīng)常被運用在機械電子工程中。相比于其他控制技術(shù)，魯棒控制最大的特點是在面對外界因素的干擾時能夠始終保持某一方面的性能不變。因此，魯棒控制在控制方面具有無可比擬的穩(wěn)定性，尤其是在機械生產(chǎn)制造中更加傾向于使用多變量型魯棒控制系統(tǒng)。譬如，在制造柔性臂軌跡的過程中，基于滑膜變的結(jié)構(gòu)控制法研制出了一種慢變控制器，其運用H。。的控制理論，可有效調(diào)整整體系統(tǒng)控制器結(jié)構(gòu)。而在模擬研究操作軌跡時則可以通過運用補償控制算法計算具體的補償控制量，以有效實現(xiàn)Hoo控制理論與滑膜變結(jié)構(gòu)地組合控制，進一步提升控制系統(tǒng)控制目標(biāo)軌跡運行過程中的精確性和有效性。
4.預(yù)測控制
以高速液壓機為例，將控制工程中的預(yù)測控制技術(shù)運用在高速液壓機中，能夠有效推動液壓機技術(shù)實現(xiàn)新的突破與發(fā)展。為有效滿足社會發(fā)展需要，高速液壓機的壓力和速度均實現(xiàn)了不同程度的提升。因此，其也面臨著更大的負載慣性，極有可能出現(xiàn)加大系統(tǒng)超調(diào)的情況，從而影響高速液壓機的測量精度。通過運用預(yù)測控制，能夠根據(jù)系統(tǒng)的實際情況建立相應(yīng)的預(yù)測模型，并在此基礎(chǔ)之上獲取預(yù)測輸出值，利用這一數(shù)值準(zhǔn)確預(yù)測并計算出系統(tǒng)誤差變化率。通過運用預(yù)測控制能夠有效控制高速液壓機的負面影響，尤其是通過準(zhǔn)確地預(yù)測計算能夠提前明確控制器的輸出，從而有效控制高速液壓機的應(yīng)用模式。
5.模糊控制
工作人員在機械電子工程中需要進行繁雜的工序和操作才能完成機械加工。因此，為有效提升工作效率并緩解工作人員沉重的工作量，可以將控制工程中的模糊控制運用其中，從而建立起精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型以有效實現(xiàn)自動控制。模糊控制技術(shù)能夠清晰直觀地展現(xiàn)出具體技術(shù)操作，同時其構(gòu)造算法和控制編程既靈活又簡單，對于簡化機械加工中的復(fù)雜技術(shù)具有良好的現(xiàn)實意義。不僅如此，在機械加工中運用模糊控制時，可直接將測量值以及設(shè)定好的偏差及變化率等輸入其中，省略了數(shù)字描述控制對象的步驟即有效獲得最優(yōu)控制輸出值。因此，工作人員在特定工作區(qū)內(nèi)使用模糊控制并利用仿真實驗的方式就能顯示出最優(yōu)的控制成效。
6.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
目前，控制工程中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也經(jīng)常被運用在機械電子工程中，該技術(shù)立足于仿生學(xué)中的思想控制，通過連接各個看似簡單的神經(jīng)元，從而構(gòu)造出一個完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即高度非線性動力學(xué)系統(tǒng)，用于完成相關(guān)技術(shù)操作。譬如，在數(shù)控機床中，通過運用類似于人腦結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對各操作技術(shù)進行自我組織以及適應(yīng)，從而有效控制數(shù)控機床的切削等機械操作。至今，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在數(shù)控機床中已經(jīng)能較為精確地處理和識別各種不確定的情況，且具有強大的學(xué)習(xí)能力。由于受到智能技術(shù)的影響，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制將更加智能化、自動化地運用在數(shù)控機床中，從而有效提升機床的加工以及工作成效。
三、結(jié)語
總而言之，在我國綜合國力不斷上升，科學(xué)技術(shù)水平飛速發(fā)展的情況下，人們對機械電子工程的研究力度正在不斷加大，其發(fā)展程度也在日益完善。通過將控制工程運用在機械電子工程中，能夠有效地幫助機械電子工程提升生產(chǎn)效率和效益，并推動該領(lǐng)域朝著智能化、自動化和現(xiàn)代化的方向穩(wěn)定發(fā)展。相信在未來，控制工程還將得到進一步完善，能夠更加全方位、更加高效地運用在機械電子工程中。
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