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控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用論文
[摘 要]經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步。科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展壯大的依據(jù)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的高速發(fā)展，促使控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用具有很好的發(fā)展前景。自動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程應(yīng)用的開(kāi)始，沒(méi)有顯現(xiàn)出其應(yīng)有的作用力。而今依賴于高速發(fā)展的電子設(shè)備，自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，其核心技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)應(yīng)用智能的電子設(shè)備，電子智能設(shè)備的投入使用大大提高了社會(huì)生產(chǎn)力。本文將針對(duì)控制工程與機(jī)械電子工程的概念進(jìn)行闡述，對(duì)控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析
1 控制工程與機(jī)械電子工程概述
控制工程應(yīng)用于很多行業(yè)的工程項(xiàng)目中，例如機(jī)械、采礦、航空以及生物等各式工程項(xiàng)目。在應(yīng)用的過(guò)程中，控制工程在不斷完善自身的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也在不斷利用新型的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行武裝。自動(dòng)控制技術(shù)即是控制工程在發(fā)展變化過(guò)程中不可或缺的技術(shù)的中堅(jiān)力量�？刂乒こ掏瑫r(shí)利用“古典控制理論”將計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的結(jié)合，使其功能多樣化。“古典控制理論”主要是以函數(shù)的傳輸為技術(shù)的理論基礎(chǔ)。“現(xiàn)代控制理論”則是更多的研究參數(shù)的變化形式。隨著機(jī)械工程的日益發(fā)展壯大，新型的智能機(jī)器人和新型的控制系統(tǒng)的不斷研制發(fā)明。使控制工程更好的貼近生活，提高整體的社會(huì)生活水平。而機(jī)械電子工程并不是一種獨(dú)特的工程學(xué)科，它通常采用模塊化的方式來(lái)完成系統(tǒng)操作，而機(jī)械電子工程系統(tǒng)有著構(gòu)造簡(jiǎn)單的特性，減小了機(jī)械電子工程系統(tǒng)的總體積，提高了機(jī)械電子工程的性能，不過(guò)，隨著機(jī)械電子工程系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷地增加，就必須要使機(jī)械工程與計(jì)算機(jī)技術(shù)統(tǒng)一地結(jié)合在一起，從而使得控制工程在機(jī)械電子工程能夠得到更好地發(fā)展。
2 當(dāng)前我國(guó)控制工程應(yīng)用到機(jī)械電子工程的現(xiàn)狀分析
我國(guó)控制工程仍然處在初始發(fā)展階段，還需要進(jìn)一步完善，控制工程應(yīng)用到機(jī)械電子工程中還不完全，最主要的就是技術(shù)水平有待提高，也非常缺少專業(yè)技術(shù)人員，現(xiàn)有的技術(shù)人員專業(yè)性不高，而普通操作人員的專業(yè)能力不強(qiáng)，往往操作不規(guī)范，影響最終的效果。另外，在整體上大部分部分企業(yè)過(guò)度重視經(jīng)濟(jì)利益，忽視保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任。
3 控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用
3。1 智能控制系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用
智能控制系統(tǒng)就是指人工智能與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，對(duì)機(jī)械電子工程當(dāng)中的某一操作流程進(jìn)行人工化的智能模擬和控制，使得智能的機(jī)器人可以像人一樣進(jìn)行操作工作，智能控制系統(tǒng)能夠與人類(lèi)的大腦思維模式相似，智能控制系統(tǒng)能夠做到自主收集相關(guān)信息等。因此，智能控制系統(tǒng)結(jié)合了人工智能的特性進(jìn)行了機(jī)械化大生產(chǎn)，使其生產(chǎn)效率與人工生產(chǎn)模式相比，得到了質(zhì)的飛躍，還可以對(duì)生產(chǎn)操作流程進(jìn)行嚴(yán)格控制，節(jié)約了人力、物力資源成本，提高了機(jī)械制造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。
3。2 集成自動(dòng)的控制
對(duì)于集成自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它是目前我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化工程中比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容。集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)是對(duì)原有信息技術(shù)進(jìn)行保留的基礎(chǔ)上，對(duì)其加以修改，也就是所謂的取其精華，去其糟粕，在一定程度上促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的完善性。集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)能把原來(lái)的信息技術(shù)以及生產(chǎn)信息進(jìn)行結(jié)合，加強(qiáng)機(jī)械工程中的集中工程，為機(jī)械工程的發(fā)展提供保證，為生產(chǎn)提供更加廣闊的領(lǐng)域。機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)就是計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，集成自動(dòng)控制系統(tǒng)在工程制造中得到認(rèn)可，并且已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中深入。集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新下邊的更加完善。
3。3 柔性自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
近期，新型的自動(dòng)控制系統(tǒng)被稱為柔性自動(dòng)控制系統(tǒng)，之所以稱其為柔性自動(dòng)控制系統(tǒng)，是因?yàn)槠洳粌H具有以上提到的各種自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能，而且具有非凡的智能功能，所以稱之為柔性自動(dòng)控制系統(tǒng)。控制工程在機(jī)械工程應(yīng)用的過(guò)程中，不斷的發(fā)展、變化。使機(jī)械工程的應(yīng)用技術(shù)得到了全面的發(fā)展和提高。先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械工程中的科學(xué)的應(yīng)用，提高了科學(xué)生產(chǎn)力，促進(jìn)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3。4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本組成要素是神經(jīng)元，是控制領(lǐng)域基于仿生學(xué)思想探索出來(lái)的一種新的物理系統(tǒng)的描述方式，將比較復(fù)雜的系統(tǒng)用相對(duì)簡(jiǎn)單的方式描述出來(lái)，便于人們理解。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理范圍較廣且工作量大，除此之外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能化功能也不可小覷，這種功能具有類(lèi)似于人腦的自適應(yīng)與自學(xué)習(xí)能力，因此在電子工程中被廣泛應(yīng)用于控制工程的內(nèi)容之中。比如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在數(shù)控機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用，為了有效避免因切削過(guò)程的不可預(yù)估性給機(jī)械加工帶來(lái)的損失，提高風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力與處理能力，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制為數(shù)控機(jī)床選擇較為合適的切削參數(shù)是當(dāng)前比較好的切削參數(shù)控制方法。
3。5 核心擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制
核心擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制是以生物學(xué)科為依據(jù)建立的控制程序，它將很多單線網(wǎng)絡(luò)編制成綜合網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)一個(gè)核心加以控制，這樣可以達(dá)到每個(gè)單線程序非常簡(jiǎn)單，各種不同的簡(jiǎn)單程序集結(jié)成復(fù)雜、龐大的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。這種方法是建立在上一點(diǎn)“模糊”控制上的，它也是化繁為簡(jiǎn)的重要途徑，核心擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制可以收集、處理、分析龐大規(guī)模的信息數(shù)據(jù)，提高工作的有效性，也提高最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3。6 魯棒控制
魯棒控制的價(jià)值是實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性機(jī)械臂進(jìn)行控制，使其能夠更加準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)軌跡。魯棒性指的是控制系統(tǒng)即使在多種因素干擾的情況下，其部分性能或指標(biāo)仍可以保持不變，這一特性成為控制系統(tǒng)能否用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。柔性機(jī)械臂是強(qiáng)耦合、非線性的多輸入輸出的分布參數(shù)系統(tǒng)，具有大幅度整體運(yùn)動(dòng)與小幅度性振動(dòng)相互融合的特征，因此，再加上其他因素的影響，柔性機(jī)械臂的控制難度較大�；诩僭O(shè)模態(tài)法和奇異攝動(dòng)理論將整個(gè)系統(tǒng)拆分為慢變以及快變子系統(tǒng)，魯棒控制用于快變子系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器，從而消除振動(dòng)和其他不確定因素帶來(lái)的影響。
3。7 計(jì)算機(jī)智能技術(shù)控制
計(jì)算機(jī)智能控制主要就是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能操控，并且實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子工程各環(huán)節(jié)的在線模擬，從而根據(jù)結(jié)果加以控制。這個(gè)過(guò)程依靠機(jī)器人來(lái)完成，通過(guò)遠(yuǎn)程操控讓機(jī)器人進(jìn)行操作，因?yàn)樗鼈兊南到y(tǒng)構(gòu)成是模擬人腦，不僅出現(xiàn)失誤的幾率低，而且質(zhì)量會(huì)大大提升，除了操作外，它們還會(huì)做好相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作，為日后改進(jìn)和發(fā)展提供參考。所以，控制工程中計(jì)算機(jī)智能控制是提高工作效率、節(jié)約資源的重要內(nèi)容。
結(jié)束語(yǔ)
由于控制工程在機(jī)械電子工程中的廣泛應(yīng)用，使得機(jī)械電子工程技術(shù)不斷向智能化和自動(dòng)化發(fā)展，因此，隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，必須要將現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)控制理念同機(jī)械電子工程行業(yè)不斷融合發(fā)展，從而使得機(jī)械電子工程行業(yè)能夠快速、穩(wěn)定地發(fā)展，提高機(jī)械電子工程的生產(chǎn)效率，提升整個(gè)機(jī)械電子工程行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
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