浅析控制工程在机械电子工程中的应用

1、    浅析控制工程在机械电子工程中的应用    毕建国摘 要：随着计算机控制工程技术的不断发展，使得机械电子工程逐渐向智能化方向进行发展，控制工程在机械电子工程当中起到了越来越重要的作用，因此，对控制工程在机械电子工程中的应用研究，成为了人们日益关注的新课题，将控制工程技术同计算机机械电子工程技术有机地结合在一起，从而进一步促进了机械工程行业的发展。关键词：控制工程 机械电子工程 应用引言经济的飞速发展，科技的不断进步。科学技术已经成为各行各业发展壮大的依据。自动控制系统的高速发展，促使控制工程在机械电子工程中的应用具有很好的发展前景。自动控制系统在机

2、械电子工程应用的开始，没有显现出其应有的作用力。而今依赖于高速发展的电子设备，自动控制系统已经发生了重大的转变，其核心技术现已经应用智能的电子设备，电子智能设备的投入使用大大提高了社会生产力。一、控制工程与机械工程简述1、控制工程学的理论概述控制理论与控制工程学科是以工程领域内的控制系统为主要研究对象，采用现代数学方法和计算机技术、电子与通讯技术、测量技术等，研究系统的建模、分析、控制、设计和实现的理论、方法和技术的一门学科。控制工程应用于很多行业的工程项目中，例如机械、采矿、航空以及生物等各式工程项目。在应用的过程中，控制工程在不断完善自身的优势，同时也在不断利用新型的科学技术进行武装。自动

3、控制技术即是控制工程在发展变化过程中不可或缺的技术的中坚力量。控制工程同时利用“古典控制理论”将计算机和电子技术进行科学的结合，使其功能多样化。“古典控制理论”主要是以函数的传输为技术的理论基础。“现代控制理论”则是更多的研究参数的变化形式。随着机械工程的日益发展壮大，新型的智能机器人和新型的控制系统的不断研制发明。使控制工程更好的贴近生活，提高整体的社会生活水平。2、机械电子工程机械电子工程的特点有很多，包含各个方面，从某种程度上可以把机械电子工程概括为具备多技术融合的特点。机械电子工程不仅在最初的设计中与其他的学科相联系，在机械电子工程实施的每一个步骤，都与其他的学科紧密连接。在电子工程设

4、计的时候，设计师们往往倾向于利用多种技术、多种策略将不同的模块进行组合，从而最终完成设计。在组合模块的过程中，每一个学科都提供了或多或少的帮助。再来，由于电子工程的结构往往具有简单，性能高的特点。所以在将电子工程融入机械工程的时候，就形成了机械电子工程具有在内部的结构中比较复杂，但是在性能使用中效率比较高的特点。从某种程度上来说，这是对传统机械产品笨重的外形的一次巨大的改造和提升。二、控制工程在机械电子工程中的应用1、智能控制系统在机械电子工程中的应用智能控制系统就是指人工智能与计算机技术结合在一起，对机械电子工程当中的某一操作流程进行人工化的智能模拟和控制，使得智能的机器人可以像人一样进行操

5、作工作，智能控制系统能够与人类的大脑思维模式相似，智能控制系统能够做到自主收集相关信息等。因此，智能控制系统结合了人工智能的特性进行了机械化大生产，使其生产效率与人工生产模式相比，得到了质的飞跃，还可以对生产操作流程进行严格控制，节约了人力、物力资源成本，提高了机械制造行业的经济收入。2、鲁棒控制的应用在控制系统中的鲁棒性是指，在一定的外界因素干扰下，控制系统某一方面的性能够保持不变的特性，因此，多变量型鲁棒控制系统在机械制造生产中得到了广泛性的应用。在柔性臂軌迹制造中，通常采用滑膜变的结构控制方法，控制并研究出慢变控制器，采用h的控制理论来研究出鲁棒控制器进而调整系统控制器的结构，所以，在操

6、作轨迹的模拟研究中，利用补偿控制算法来进行补偿控制计算，从而保证滑膜变结构与h控制理论进行组合性控制，使得控制系统能够非常精确地对目标轨迹的运行过程进行控制。3、专家控制在机械磨削精度控制中的应用精密丝杠磨削可以达到高精度的螺距生产要求，其前提是工件在消磨过程中纵向和轴向运动必须同步。在普通螺纹磨床生产中，这种同步主要是靠机械传动来实现，因此其控制的误差较大，此外在磨削过程中的环境温度、工件热变形、磨削力也会对磨消精度产生一定的影响。专家精度控制系统的基本思路是对磨削过程实现动态智能补偿控制。其主要原理是磨削加工过程中，对各种误差的特征进行综合考虑，并以此为基础设定一条适配性的控制规则，以达到

7、通过最补偿控制量使螺距误差不断减小。4、模糊控制工程在机械电子工程中的应用机械工程的加工流程是十分复杂的，所以采用传统的控制方法建立起来的模型是非常困难的，所以自动化控制的效果并不好，而模糊控制工程可以把复杂的问题变得更加直观，模糊控制的算法比较简单灵活，从而将程序编制过程简单化，进行模糊化控制可以不用对机械制造工程进行精确化的数据研究，只要保证好输入量在合理的偏差范围内即可，所以，模糊控制系统在机械电子工程中应用效果十分明显。5、预测控制在高速液压机中的应用高压、高速化是目前液压机的技术的重要发展趋势。但是随着速度和压力的不断提高负载惯性也随之不断增大，其直接后果就是系统超调变大、精度下降。

8、采用预测控制是解决液压机高速、高压化造成的负面影响的有效手段。这一控制的基本原理是根据采样时刻及在此之前的系统输出的历史数据，建立系统输出的预测模型，然后再根据以预测模型为基础得到的预测输出值对系统误差变化率进行预测计算，并由计算结果来进一步确定控制器输出，以达到提前控制模式的实现。这种方法在数据较少和各种外界因素影响的情况下，仍可以获得较高预测精度，因此特别适合液压机为代表的电液伺服系统的快速预测控制，并获得良好的预测效果。6、神经网络控制的应用神经网络控制是建立在生物学基础上的控制研究，将多个简单的网络神经元连接成一个网络，每个神经元都是十分简单的，但所有神经元连接在一起就能够变成高度复杂的神经网络控制系统，神经网络控制可以对数据进行大规模处理，因而这种神经网络控制系统可以有着与人类相似的适应学习能力，神经网络控制系统越来越朝向人工智能化发展，在智能机械电子工程控制系统中得到了广泛的应用。因而在对数控机床的控制当中，人们可以有效地改变数控机床切割过程中不确定的特点，通过神经网络控制工程系统在机械电子工程上的应用，使得了数控机床的加工效率大幅度得到了提升，提高了机械电子工程行业的安全性系数。结束语高速发展的社会形势，各行各业每一分每一秒都需要收益和效益。由此，自动化控制系统的应用得到了社会上的广泛认可。自动化控制系统的应用对各行各业的生产带