控制工程在機械電子工程的應用

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1引言

在我國經濟與科技水平快速增長的背景下，機械電子工程也得到了快速發展，其正不斷向著機械化、多元化以及智能化的方向發展。在此種現象下，在機械電子工程之中，控制工程具有更為顯著的功效，人們在對機械電子工程給予極大關注的同時，也應提高控制工程的發展，推動機械電子工程行業的快速發展[1]。

2機械電子工程與控制工程概述

機械電子工程從字面意義上而言，其既具備電子信息，同時也具備機械特征。在日常應用過程中，機械電子工程會涉及到大量學科與領域，其不僅需要工作人員具備較強的計算機模塊處理水平，還需要其可以具備系統化的工程設計能力，保證機械電子工程行業逐漸向現代智能化方向發展。控制工程則是一款可以有效運用網絡技術對工程過程開展自動化信息管理的技術，利用計算機設備，控制工程技術可以對各類設計性問題以及參數進行模擬，而后通過計算機云計算的形式，可以對各項關鍵性信息數據開展輸入與輸出，對最終結果進行核算，從而有效解決工程運行之中存在的問題，對工程質量進行嚴格把控。

3機械電子工程現狀

20世紀80年代，日本已經具備了無人化工廠，發展至今，其機械電子工程相關技術已經十分嫻熟，在全世界都處于領先位置。而我國目前機械電子工程出現的時間較短，無論等級、數量或者是檔次都與世界發達國家具備一定差距，從而導致我國十分依賴機械電子產品的進口，像數控機床等。我國如今數控機床應用比率遠遠不及發達國家的覆蓋應用率。目前，我國機械電子技術無法滿足現有工程的需求，機械電子工程自身對智能性、控制性的需求較高，從而必須在機械電子工程之中科學地應用控制工程，在工程實踐過程中將知識層次與體系進行有效融合，保證工程行業的深入發展。我國機械電子工程正處于飛速發展的時期，發展前景十分廣闊，隨著科技的發展，其理論與技術必定會有質的飛躍[2-3]。

4控制工程在機械電子工程中應用的優勢

控制工程技術與傳統的技術相比，其具有極強的可操作性與可應用性，與此同時，機械電子工程中的設計對象往往都是實踐性合同，可以運用策略化對預期目標進行實現。控制工程技術自身操作十分快速方便、空間結構更為簡單，具有極佳的使用性能，可以幫助人們解決十分復雜的問題，在機械電子工程之中應用控制工程可以達到十分理想的效果。如今控制理論都是將空間線性工程作為基礎，可以為機械電子工程帶來極強的技術與理論支持，達成科學化生產的目標。

5控制工程在機械電子工程中的應用

5.1模糊控制系統的應用

隨著控制技術的極速發展，模糊控制是在現有控制體系之中誕生的新技術，往往被人們應用于十分簡便的生產制作過程中。機械電子工程本身是一個極具復雜性的工程，如若運用傳統的技術手段對其進行控制，不僅僅系統構建十分困難，且最終控制效果也較差。而模糊控制屬于仿生學中的一種類別，其主要是通過行為進行推理，往往是人們用于模糊現象過多而進行的一種復雜推理，其同時也是機械電子工程之中控制工程的另一種應用形式，具備著極大的潛力，可以針對機械電子工程之中產生的模糊信息進行有效處理，對工程運行過程中產生的溫度線性問題進行妥善解決。在此種背景下，模糊控制工程順勢而生，將其在機械電子工程之中進行合理應用，可以促使工業制造過程更加清晰明了，從而有效解決生產環節之中誕生的問題。模糊控制系統的應用不需要對對象開展精準描述，僅僅利用最簡單的測量程序就可以算出最優輸出數值，對目標進行完美控制。與此同時，在機械電子工程之中應用模糊控制系統還可以將編程或者程序變得簡單化，從而大幅降低生產難度，有效控制生產投入成本，只要工作人員牢牢控制技術偏差范圍，就可以滿足工業生產的嚴格標準。

5.2神經網絡控制系統的應用

神經網絡控制系統是將生物學作為技術基礎構建而成的，其主要是將多個十分簡單的網絡神經元進行科學鏈接與有效分配而開展工作，從而形成一個具備高效益的網絡智能型整體。在神經網絡控制系統工作過程中，每一個網絡神經元都負責不同的工作，只要將其進行科學鏈接就可以獲得一個帶有復雜性與技術性的神經網絡控制系統。神經網絡系統可以對帶有大量復雜關系的數據信息進行有針對性的精細化處理，帶有較強的數據信息處理的記憶功效是神經網絡控制系統之中最大的特征，此系統可以開展與人類記憶系統相仿的適應性學習。神經網絡控制系統在機械電子工程中的發展方向主要是區域智能化開發，將其應用于機械電子工程之中可以顯著增強工程工作效率，且保證工程產品的質量、數量以及精細化程度，而如若在數控機床之中運用神經網絡控制系統，還可以保證工作過程的效益性與安全性。數控機床自身就是由多個電子網絡構成，運用不同的連接形式可以將其最終構成一個繁瑣的網絡交互系統，從而對數量極大的復雜數據信息進行妥善處理，完成自我學習與辨識的功能，為數據的誕生提供安全可靠的自動化設備保障。與此同時，神經網絡控制系統自身包含產品的切削、組合以及清潔等功效，可以有效降低工程生產投入成本，提高企業經濟效益。

5.3智能控制系統的應用

當計算機技術與控制技術發展到某一程度之后，在機械電子工程之中智能控制系統就被正式投入應用，保證生產過程的智能化。智能控制系統可以依據人類的思維模式，開展帶有擬人性的操作流程，對有關數據信息進行自動精準獲取，并保證生產過程的智能化。智能化控制系統最關鍵的功效在于其可以模擬人腦的控制機構，促使自動控制系統可以對數據信息進行獲取、整理以及分析。在機械電子工程之中應用智能控制系統，不僅可以大幅提高生產工作的效率，且與人工生產相比，智能控制系統還具備可控性與標準性，可以保證生產產品的質量。與此同時，在企業運用智能控制系統時，還可以對生產環節進行精準控制，在保證產品質量的同時，可以極大程度地降低人力、物力成本，提高經濟效益。

5.4預測控制系統

在機械電子工程中應用預測控制系統，可以對最終預測成效進行準確控制，從而保證產品可以滿足施工與生產的需求。例如高速液壓機，隨著工程行業需求的大幅提升，人們逐漸對高速液壓機自身的性能提出了更為嚴苛的要求，需要設備大幅度提高自身運轉速度并可以承擔更大的負荷。在此種情況下，企業就可以應用預測控制系統之中的模擬功效，對高速液壓機自身可以承受的負荷進行合理預測，同時其中的預測功效也可以將高速液壓機工作過程中的誤差、控制器輸出功能以及超負荷的沖擊力進行科學計算，嚴格控制設備工作過程，最大程度降低因超負荷或誤差帶來的工作誤差，保證設備正常工作。

5.5柔性機械臂軌跡跟蹤控制系統

柔性機械臂軌跡跟蹤控制系統是機械電子工程之中控制工程的最直觀體現，同時也是其最關鍵的構成部分。柔性機械臂自身重量較低、材料用量少且消耗能源偏低，利用關節之間具備的柔性，可以實現很多高難度的快速動作，完美實現人機共同作業，極大程度地保證了工作人員的作業安全。柔性機械臂軌跡跟蹤控制系統通常情況下有快變與慢變兩種控制形式，因其為分布式參數系統，從而其需要較強的耦合性。將慢變與快變兩種控制器進行科學結合，可以對柔性機械臂進行精準控制，從而保證工作的流暢性。

5.6集成自動控制系統

集成自動控制系統自身發展時間較長，如今的控制系統是在原有自動控制系統上不斷經過優化與完善得來的。在機械電子工程之中其往往作用于機械生產加工中，從而完美實現高效率與高標準的自動機械加工流程，形成一條自動化加工流水線。隨著科學技術的快速發展，如今很多工程企業之中都保留了集成自動控制系統，有效控制程序的輸出與輸入，保證機械生產制造過程的高效率與高質量。

5.7魯棒性控制系統

魯棒性控制系統被人們定義為在外界環境的不斷影響下，其某一性能始終保持不變，正是因為此種特殊性能，導致機械電子工程之中魯棒性系統具有極為廣泛的運用。尤其是在柔性臂系統之中，魯棒性系統可以對系統控制器中的結構進行調節，模擬操作過程的軌跡，并對補償控制進行計算，從而保證控制系統可以對已經設定的程序與運行軌跡進行精準、嚴格控制。

6機械電子工程中控制工程未來的發展

隨著科學技術的快速發展，如今控制工程行業正在逐漸進步，且已經在各個工業生產領域之中被廣泛應用，在機械電子工程之中應用控制工程，不僅可以保證工作進程的穩定性，還可以有效提升工作效率。在未來的發展過程中，控制工程會變得愈發科技化與創新化，并且會更廣泛地應用于機械電子工程，保證自身性能逐漸向實用化方向發展。與此同時，控制工程還應向著更環保節能的方向發展，保證工業產業與生態環境和諧發展[4-7]。

7結語

為了順應科技的快速發展，在機械電子工程之中應用控制工程是社會發展的最終趨勢，其不僅可以顯著增強社會生產力，還可以保證產品質量，降低成本投入，保證企業健康持續發展。如今，機械電子工程正向著智能化、自動化以及綠色化的方向快速發展，而控制工程的應用可以為其發展提供可靠的技術支持，奠定良好基礎。

【參考文獻】

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[2]饒偉.智能控制工程在機械電子工程中的應用研究[J].農機使用與維修，2020(9)：32-33.

[3]張晨，陳瀟鋮.智能控制工程在機械電子工程中的應用研究[J].南方農機，2020，51(6)：150.

[4]夏增光.控制工程在機械電子工程中的應用[J].百科論壇電子雜志，2020(8)：1238-1239.

[5]黃晶平.基于智能控制工程在機械電子工程中的應用分析[J].數碼設計（下），2020，9(6)：83-84.

[6]郭向榮.智能控制工程在機械電子工程中的應用[J].南方農機，2020，51(6)：143，204.

[7]胡豐良，朱琪明.基于智能控制工程在機械電子工程中的應用分析[J].科學與信息化，2020(13)：122.

作者：郭陳旭 王林霞 單位：山東海德生化設備科技有限公司