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研究控制工程在机械电子工程中的实际应用

作者【佚名】   来源【道义论文网】   发布时间【2018-04-11 22:12:52】   点击量【

  [摘要]本文将以控制工程以及机械电子工程的具体内涵作为研究切入点,重点分析和研究控制工程在机械电子工程中的实际应用。


  [关键词]控制工程 机械电子工程 模糊控制


  一、控制工程与机械电子工程的具体内涵


  1.控制工程


  控制工程是指将工程与计算机技术等相关基础理论作为重点概念,利用其中的各项自动化技术解决和控制工程问题的一种技术。控制工程中重点研究多输入与输出,以及非线性设计问题和参数问题等。现在控制工程的应用范围和应用领域正在逐渐扩大,并且在机械电子工程中也开始得到广泛应用。


  2.机械电子工程


  机械电子工程既具有机械专业的特点,同时也带有电子信息特征。如果从设计层面出发对其进行定义,机械电子工程融合了众多领域和学科知识,在设计和系统操作过程中主要利用模块化的方式。与以往的机械工程不同的是,现在的机械电子工程性能更高且构造简易、体积较小。随着科学技术水平的持续提升,机械电子工程的系统也越来越复杂,因此有必要利用各种科学技术将其同控制工程紧密联系,从而更好地推动机械电子工程的发展。


  二、控制工程在机械电子工程中的實际应用


  1.智能控制系统


  发展至今,在控制工程中最引人瞩目的便是智能控制系统。其通过杂糅人工智能技术和计算机技术,将其运用在机械电子工程中,使用人工智能的方式模拟和控制某一操作流程,为各种机械机器人设定相关运行程序使其可以像人类一样完成生产操作等工作。智能控制系统的运行方式完全参照人类大脑的思维方式,因此利用智能控制系统可以在进行机械化生产时主动完成各项信息的搜集、分析和处理工作,在有效控制生产成本的同时进一步提升机械电子工程的生产效率。


  2.集成自动控制


  现阶段,在我国机械电子工程中最常使用的控制系统便是集成自动控制系统。它立足于原有的信息技术,并对其进行优化调整,有效地提升了机械电子工程系统的完善程度。通过在机械电子工程中,尤其是机械生产加工过程中使用集成自动控制,能够有效整合以往的信息技术以及同机械生产相关的各种信息,从而大大加强了机械电子工程中的集中工程。其通过与信息技术进行高度融合,并配合相应的机械电子生产技术,以自动化、高效化和标准化的方式快速、精准地完成机械加工。在科学技术水平又一次提升的情况下,已经出现了能够全部保留机械电子工程中自动化成分的柔性自动控制系统。该系统能够实现自动化和智能化的生产与控制,可以将信息技术、计算机技术以及现代机械电子技术等进行有机整合。将柔性自动控制系统运用于数控机床,可以将设定好的标准生产程序和控制程序输入至控制设备中,从而更加科学、高效地完成机械生产制造。


  3.鲁棒控制


  控制工程中的鲁棒控制也经常被运用在机械电子工程中。相比于其他控制技术,鲁棒控制最大的特点是在面对外界因素的干扰时能够始终保持某一方面的性能不变。因此,鲁棒控制在控制方面具有无可比拟的稳定性,尤其是在机械生产制造中更加倾向于使用多变量型鲁棒控制系统。譬如,在制造柔性臂轨迹的过程中,基于滑膜变的结构控制法研制出了一种慢变控制器,其运用H。。的控制理论,可有效调整整体系统控制器结构。而在模拟研究操作轨迹时则可以通过运用补偿控制算法计算具体的补偿控制量,以有效实现Hoo控制理论与滑膜变结构地组合控制,进一步提升控制系统控制目标轨迹运行过程中的精确性和有效性。


  4.预测控制


  以高速液压机为例,将控制工程中的预测控制技术运用在高速液压机中,能够有效推动液压机技术实现新的突破与发展。为有效满足社会发展需要,高速液压机的压力和速度均实现了不同程度的提升。因此,其也面临着更大的负载惯性,极有可能出现加大系统超调的情况,从而影响高速液压机的测量精度。通过运用预测控制,能够根据系统的实际情况建立相应的预测模型,并在此基础之上获取预测输出值,利用这一数值准确预测并计算出系统误差变化率。通过运用预测控制能够有效控制高速液压机的负面影响,尤其是通过准确地预测计算能够提前明确控制器的输出,从而有效控制高速液压机的应用模式。


  5.模糊控制


  工作人员在机械电子工程中需要进行繁杂的工序和操作才能完成机械加工。因此,为有效提升工作效率并缓解工作人员沉重的工作量,可以将控制工程中的模糊控制运用其中,从而建立起精准的数学模型以有效实现自动控制。模糊控制技术能够清晰直观地展现出具体技术操作,同时其构造算法和控制编程既灵活又简单,对于简化机械加工中的复杂技术具有良好的现实意义。不仅如此,在机械加工中运用模糊控制时,可直接将测量值以及设定好的偏差及变化率等输入其中,省略了数字描述控制对象的步骤即有效获得最优控制输出值。因此,工作人员在特定工作区内使用模糊控制并利用仿真实验的方式就能显示出最优的控制成效。


  6.神经网络控制


  目前,控制工程中的神经网络控制技术也经常被运用在机械电子工程中,该技术立足于仿生学中的思想控制,通过连接各个看似简单的神经元,从而构造出一个完整的网络结构即高度非线性动力学系统,用于完成相关技术操作。譬如,在数控机床中,通过运用类似于人脑结构的神经网络,对各操作技术进行自我组织以及适应,从而有效控制数控机床的切削等机械操作。至今,神经网络控制技术在数控机床中已经能较为精确地处理和识别各种不确定的情况,且具有强大的学习能力。由于受到智能技术的影响,神经网络控制将更加智能化、自动化地运用在数控机床中,从而有效提升机床的加工以及工作成效。


  三、结语


  总而言之,在我国综合国力不断上升,科学技术水平飞速发展的情况下,人们对机械电子工程的研究力度正在不断加大,其发展程度也在日益完善。通过将控制工程运用在机械电子工程中,能够有效地帮助机械电子工程提升生产效率和效益,并推动该领域朝着智能化、自动化和现代化的方向稳定发展。相信在未来,控制工程还将得到进一步完善,能够更加全方位、更加高效地运用在机械电子工程中。





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