控制工程在机械电子工程中的作用

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控制工程主要以工程控制理论为基础，融合了信息理论、计算机理论等相关概念，在处理自动控制系统中，能处理各种问题的新兴技术，在社会发展中发挥了重要的作用。控制工程作为一种综合型学科在很多领域中都应用广泛。

1控制工程在机械电子工程中的应用

1.1机械磨削精度控制中的应用

在进行机械元件的生产时，需要追求高精密和高质量的目标。想要生产出综合质量更高的机械原件，对加工这些元件的设备要求也更加的高。比如在生产螺纹磨床的时候，机械设备需要对将要被生产出来的机械元件进行多角度的磨削。具体进行机械磨削所产生的误差会影响设备本身的性能。在进行磨削时所掌握的力度，以及磨削的环境都会使机器元件的磨削产生误差。在通过专家精度控制系统时进行综合分析有可能影响螺纹磨削误差的各个因素，对螺纹磨削过程实行智能化、动态化的补偿控制，并设置一些可以与控制相适应的目标来达到误差降低的效果，机械元件进行磨削时值精度就可以得到提升。

1.2机械加工过程控制中的应用

现如在今我国的机械加工行业中，加工流程往往都具有多元化与复杂化的特征。如果使用相对传统的机械加工程序已经不能满足实际的加工需要。当提出模糊控制理论和进行实际的技术实践时，以“复杂问题简单化”“算法灵活性”“编程易操作”等方法进行操作，可以改善旧有控制系统中所存在的一些弊端。

1.3柔性机械臂轨迹跟踪控制中的应用

在进行机械元件的自动化控制的制造过程中，柔性机械臂的制造可以作为一个典范。不过由于柔性机械臂的参数系统问题，在，在进行制造的时候关于控制系统的制造会比较复杂。可采用“滑模变结构控制方法”进行“慢变控制器”的研发设计，采用“H∞控制理论”进行“鲁棒控制器”的研发设计，除此之外，在将此项设计用于快变控制器时，需要将快变控制器与慢变控制器相结合，从而达到对柔性机械臂的有效控制。在对使用过程中的轨迹跟踪时，需要进行补偿控制算法，来确保持续的精准性。

1.4高速液压机控制中的应用

液压机在各种机械设备中，属于较为常用的一种。在进行压机的控制工程时，应当注意要实现压机的高压力和高速度，除此之外，其精确性也应当特别注意。在进行压机的控制工程时，需要采用一定的预测控制，经过系统的数据分析之后，建立一定的预测模型，对液压机的操控系统的误差变化率进行一定的预测与计算。在得到误差变化率的基础上进行控制的，可以将系统中外界因素造成的影响降低。

1.5数控机床控制中的应用

数控机床是机械电子工程在进行神经网络控制的一个典型。神经网络控制是一种根据生物仿生研究而形成发展的控制模式，此种控制模式中每一个神经元都相互连接，整个系统规模大，结构相当复杂。但是这种神经网络系统还可以进行数据庞大的信息处理，自动化水平非常高。当控制系统中引进这种信息处理模式之后，效率也会得到一定的提升。在进行对数控机床的控制时应用这种网络控制系统，机械元器件切削等具体操作的精确率都会得到有效的提升。

1.6集成自动控制

集成自动控制技术是在信息技术的基础上发展而来的，在机械电子工程中应用集成控制技术能对生产过程中的多台机械电子设备进行统一管理与控制，充分发挥各种设备的优势，使各种设备能够协同合作，大大提高了生产效率和生产质量。集成自动控制技术可有效整合各种设备的运行情况和生产信息，进而采用最有效的控制方式，实现多台设备的集成控制。现如今，随着科技的不断发展，集成自动控制系统也得到了优化和改进，科研人员在原有控制系统的基础上，又研发出了具有柔性自动控制的集成控制系统。将新型集成控制系统应用于数控机床及相关机械电子设备中，能够更加科学、高效地完成相关产品的生产与制造。

1.7智能自动控制系统的应用

计算机网络系统与人工智能相结合就简称智能控制系统。在这种高智能系统的控制模式下，智能系统能够自主的收集和分析资料，模拟着人的中枢神经系统，进行着机械化的规模化的生产，这样的工作效率将会远远的高于人工的生产模式，而且相较于人工生产的各种不确定性，智能生产模式可以更好地把控流程，产品的质量也会均衡，不会再出现良莠不齐的情况，不仅节约了人力物力资源，还大大提高了生产效率，增加了企业的收益。

1.8神经网络控制的应用

现代的机械工业中数控机床必不可少。但是数控机床的自身适应能力太低，缺乏良好的识别和处理在切削过程中出现的不可预知的问题的能力。而在传统情况下，为了解决这种问题，通常会选用保守的切削参数，但这同时限制了机床的加工能力和工作效率。神经网络控制应运而生，它由很多很简单的神经元连接而成，是仿生学思想在控制领域的最新应用，通过简单神经元的链接组成高度动力系统，去表述复杂的物理系统。而且还具备人类大脑自我学习、适应的能力。

1.9鲁棒性的运用

鲁棒性是指设备在受到外界干扰的情况下，控制系统仍能保持原有的性能，进而对设备进行有效控制的特性，这种特性在机械电子工程的智能控制方面有着非常重大的意义。在机械电子工程智能控制功能的研究过程中，相关人员必须要重视鲁棒性的价值。在进行柔性臂的轨迹制造方面，滑膜结构的控制方式得到了广泛的应用，慢变控制器也从无到有，并获得了一定的发展。除此之外，根据Hx控制理论，鲁棒控制器也被研发成功，这对系统控制系器的结构优化有着重要的作用。因此，在进行柔性臂的诡计制造方面，进行有关补偿控制的计算时，通过Hx控制理论来进行控制时，可以提高其精确性。

1.10模糊控制系统的应用

在机械工程的整个系统里，加工流程是相当复杂的，如果在机械工程的加工过程中运用传统的控制方法，去建立一个模型，那是一个相当难以完成的工作，问题就会直接暴露在自动化的控制系统上。但模糊工程可以将系统的程序编制简单化，能很好地解决上述产生的问题，不会对机械电子工程的内部运行的数据进行深入的干扰，只是在运行的过程中，简单地保证数据的输入量，保持数据在要求的范围内。

1.11预测控制技术的应用

在机械电子工程中，预测控制技术的应用可以对相关设备的运行情况进行准确预测，根据预测结果控制设备精准。以高速液压机为例，需要不断提升高速液压机设备的运转速度和压力，这就很可能在运行过程中对设备产生了较大的载荷冲击，出现系统超调的情况，高速液压机的运行精度和安全受到严重影响。在高速液压机当中，应用预测控制技术，建立与之相适应的预测模型，对高速液压机运行速度和压力进行智能控制。通过预测高速液压机的输出值能在运行过程中对其进行精准控制，可以精准地确定高速液压机的运行误差，对因运行速度过快和压力过大引起的设备误差进行消除。

1.12专家控制的应用

在普通螺纹磨床的生产过程中要保证工件在消磨中轴向和纵向的运动必须同步，传统的生产模式一般是靠机械传动，会有误差，而且生产过程中的环境温度、磨削力都会对磨削的精度产生影响，专家精度控制系统解决了这个问题。专家控制系统是补偿机械工程在磨削的过程中产生的误差，实现对磨削工程的动态智能补偿。专家控制系统的工作原理就是在加工的过程中，综合考虑进来各种特征的误差并设计相适应的控制规划，减小螺距的误差。

2控制工程在电子工程中应用的未来前景

第一，控制工程技术不断发展与不断创新，也促进机械电子工程技术不断发展，因此控制工程与电子机械技术将会应用于更多领域，也会在网络发展过程中更加网络化。第二，随着科学发展观的发展，未来的主题是可持续发展，在控制工程与电子技术发展过程中要注重环境的保护与能源的节约，要注重可持续发展，建设环境友好型社会在未来科技发展过程中很重要，新技术的研究是未来发展的关键。

3结语

机械电子工程当下的首要任务就是运用合理的高科技技术，使控制工程与机械电子工程融合的更加熟练。在机械电子工程中，控制工程的应用存在着众多问题。因此要加大高科技技术投入，加大技术人才的培养，加强资金投入等推动机械工程的高速发展，充分利用发达的高科技网络系统推动机械电子工程的发展。

作者:李国剑 单位:黑龙江电信国脉工程股份有限公司