浅谈机械电子工程中控制工程的应用

发表时间:2020/8/13   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷11期   作者:李炳琦
[导读] 在我国经济不断发展下,使得机械电子工程技术得到进一步完善和优化
        摘要:在我国经济不断发展下,使得机械电子工程技术得到进一步完善和优化,其技术需求量也愈发增加,逐渐呈现出多元化和智能化的发展特征,这就为控制工程的应用提供十分广阔的发展空间。而在越来越多的人密切关注机械电子工程时,相关研究人员要加大对机械控制技术和电子技术的研究,寻求控制工程在机械电子工程中的应用方法。在这样的环境背景下,探究控制工程在机械电子工程中的应用分析具有非常重要的现实意义。
        关键词:控制工程;机械电子工程;应用
1 机械电子工程及控制工程概述
1.1 机械电子工程
        机械电子工程更侧重于运用信息实现机械系统能量的连接和与其他学科之间的交融。具体地说,机械电子工程更注重与电子信息科学、计算机科学与技术以及人工智能等学科的联系,是一门跨学科发展的新兴学科。基于其跨学科多、综合性强的内涵,机械电子工程这一学科衍生了以下特点:(1)机械电子工程的产品设计依据也和传统的机械工程不同,机械电子工程除了依托机械原理外,还依据电子工程方面的知识设计产品。(2)机械电子工程生产产品的设计思想与传统的机械工程有着本质区别。由于其是一门跨专业强的学科,所以在设计产品时,必然要考虑到不同学科原理的运用。尤其是在当前信息化高速发展的时代,机械电子工程融合了计算机科学与人工智能学科的相关知识,所以机械电子工程在产品设计时,会考虑更多的问题,设计思想会更加全面和完善。(3)机械电子工程生产出来的产品与传统机械工程不同,由于封装理论的运用,其生产出来的产品一般较小,结构清晰而简单。但每一个模块都由复杂的机械工艺制造而成,所以对设备的精度以及生产者的技术要求较高。
1.2 控制工程
        控制工程是处理自动控制系统中各种问题的综合型技术,主要以工程控制理论为基础,融合了计算机理论,信息理论等相关概念,是一个新兴技术,在社会发展中发挥了重要的作用。控制工程是一种处理各种自动化技术中出现的工程技术问题的工程技术,控制工程在各种机械电子工程技术实施中都得到了广泛性的应用,以多输入、多输出,改变参数和非线性等设计问题为主要研究问题,因此控制工程在机械制造业中越来越受到重视。并且控制工程作为一种综合型学科,在航空工程、机械工程、采矿工程、土木工程等学科中都具有广泛的应用。为了控制较为复杂的机械电子工程系统,更多研究人员将控制工程引入到机械电子工程中,解决机械电子工程建设中的复杂问题,用各种科学技术将其同控制工程紧密联系,获得较大的应用效益,推动机械电子工程的发展。
控制工程在电子工程中应用有很好的未来前景。第一,控制工程技术不断发展,会促进机械电子工程技术不断发展,不断创新,简而言之,随着互联网的高度繁荣,控制工程与电子机械技术也会在网络发展过程中更加网络化,将会应用于更多领域。第二,随着科学发展观的发展,可持续发展成为未来发展的主题,基于此,在控制工程与电子技术发展过程中,需要注重可持续发展,注重环境的保护与能源的节约,因而,在未来科技发展过程中,建设环境友好型社会,研究新技术,是未来发展的关键。
3 机械电子工程中控制工程的应用
3.1 集成自动控制技术应用
        集成自动控制系统是当前我国机械电子工程中的常见控制方式,依托
于原有信息技术,加以优化和整合后,强化机械电子工程系统的结构完整
性,提高系统完善程度。在机械电子工程建设运行中,一般将集成自动控
制技术应用到机械生产加工中,系统自动搜集和整个原有信息技术材料和
相关机械生产信息,促进各类信息的高度融合,对技术和工艺进行证额和
优化,形成符合生产要求的机械电子生产技术,通过自动化和标准化的操
作形式,完成各类构件的机械加工。随着技术工艺的革新,形成带有机械
电子工程自动化属性的柔性自动控制系统,实现自动化生产和智能化控制,
融合信息技术、机械电子技术和计算机技术,把柔性自动控制系统安装在
数控机床中,把标准化生产程序与控制程序传输到控制设备中,提高机械
生产的有效性。


3.2 鲁棒控制的应用
        鲁棒控制在控制系统中的定义是在外界环境的影响下,控制系统的某
一方面的性能始终保持不变,正是因为这种可行性,鲁棒控制在机械电子
工程的控制中有着广泛的应用。尤其是在机械臂和柔性臂的应用中,鲁棒
控制通过调节系统控制器的内部结构,进行操作轨迹的模拟,从而利用补
偿控制的算法进行补偿控制的计算,从而使控制系统能够准确的对设定的
程序和运行轨迹进行控制。
3.3 高速液压机控制中的应用
        液压机作为机械电子工程生产中应用较广的机械设备,随着各领域的
段发展,对液压机的速度与压力提出了更高的要求,实现高速度、高压力
化发展已成为液压机创新生产的必然趋势。而压力与速度的提升,对系统
控制范围与精度产生了一定的影响。对此,为满足机械设备实践需求,降
低设备系统的消极影响,可采用预测控制原理,在数据整合分析的基础上
建立预测模型,预测计算液压机操控系统的误差变化率,并在此基础上进
行控制器输入与输出值的确立。从而降低外界因素对系统的影响。
3.4 神经网络控制的应用
        神经网络控制的应用基础理论是仿生学理论,在控制工程中属于比较
先进的一项理论应用。在这项神经网络系统中,各个神经元连接起来构成
了一个整体的网络系统,具备完整性和综合性等特点。在神经网络系统中,
每一个单独的神经元都是较为简单的个体,但是由多个神经元连接起的网
络系统更加可靠安全,系
统性更加完善。例如在机械电子工程中的大规模数据分析处理过程中,
神经网络的数据分析可以达到与人脑比较接近的思考程度,缜密和可靠的
数据分析可以提供给机械电子工程更加准确的数据分析。在机械电子工程
中可以通过神经网络系统提高安全可靠等性能,并且随着数据时代的发展,
神经网络系统的智能化也在不断进步,为机械电子工程更好的提供服务。
3.5 模糊控制
        模糊控制是随着我国控制技术的不断发展,在现有的控制技术中出现
新的控制技术,主要是用在比较简单的生产制造中。机械电子工程是一个
非常复杂繁琐的工程,在进行控制的过程中,通过传统的控制方法不仅建
立系统较难,而且控制的效果并不明显。模糊推理同样是仿生学的一种,
是一种基于行为的推理方法,主要是为了应对模糊现象多进行的复杂推理
问题,这是控制工程在机械电子工程中的另一个应用,并且拥有着无穷的
潜力,能够对机械电子工程模糊信息的处理,解决在机械电子工程运行过
程中温度的线性问题。因此模糊控制系统就应运而生,通过将生产制造中
复杂繁琐的流程简化,使工业的制造变得清晰明了,可以直接将一些生产
中的问题解决。除此之外,还可以利用模糊控制系统将复杂的程序或者是
编程简单化,这样不仅仅降低了生产的难度,也降低了生产的成本,只需
要将偏差的范围进行严格的控制,就能够达到工业生产的标准。
4 结束语
        综上所述,随着科技的发展,机械电子工程越来越向着智能化、信息
化和数字化的方向发展。控制工程作为机械电子工程的重要组成部分,在
机械电子工程的发展中发挥着不可替代的作用。因此,随着计算机控制系
统的不断发展,必须要将现代化的科学技术控制理念同机械电子工程行业
不断融合发展,从而使得机械电子工程行业能够快速、稳定地发展,提高
机械电子工程的生产效率,提升整个机械电子工程行业的经济效益。
参考文献:
[1] 智 能 控 制 工 程 在 机 械 电 子 工 程 中 的 应 用 [J]. 刘 昊 丰 . 电 子 世
界 .2019(13)
[2] 机械电子工程中的人工智能应用之研究 [J]. 卢宇 . 科技创新导
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