机械电子工程中控制工程论文2篇

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第一篇

1控制工程与机械工程简述

1.1控制工程

控制工程是以工程控制论为理论基础，综合信息和计算机理论的相关概念，用以处理自动控制中的各种工程问题的工程技术。控制工程在各种工程学科中都有广泛的应用。目前现代控制理论以状态空间方程为基础，以多输入、多输出、变参数、非线性等设计问题为主要研究对象，并在机械工业领域的智能机器人、轧机系统、先进加工控制系统得到愈来愈广泛的应用。

1.2机械电子工程

机械电子工程与传统的机械工业相比有着鲜明的特点。首先从设计角度来看，机械电子工程并不能称之为独立的工程学科，而是一个综合思想的实践，是把其核心部分与其它领域的技术有机地结合在一起，采用模块化策略，完成设计。就系统本身而言，其具有运动部件少、结构简单的特征，减小了系统的体积、提高了性能，但是系统的复杂性大为增加。这就要求机械与电子技术必须有效结合，以构成一个最优的产品或系统。

2控制理论在机电系统中的应用

2.1专家控制在机械磨削精度控制中的应用

控制工程在机械电子工程中的应用文/朱颖随着科学技术的迅速发展，机械制造业已经由自动化逐步向信息化和智能化方向发展，而控制理论是机电一体化设计中的重要部分，控制系统的精准程度直接关系到机电设备性能的发挥。本文以对控制理论为逻辑起点，对控制理论在机械电子工程中的应用进行了探讨，结论对于相关理论的进步具有重要的价值。摘要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，以达到通过最补偿控制量使螺距误差不断减小。

2.2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。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。

2.3鲁棒控制在柔性臂轨迹跟踪中的应用

鲁棒性是指控制系统某方面的性能或指标在干扰因素影响下保持不变的程度。因此控制系统的鲁棒性是其能否应用于工业现场的重要指标。多变量系统鲁棒控制产生近四十年来，取得了丰富的成果，并为其在工业控制领域的应用奠定了基础。柔性机械臂是强耦合、非线性的多输入输出的分布参数系统。此类系统的重要特点是大幅整体运动与小幅弹性振动的耦合。这种耦合动力学行为相当复杂，其不仅具有逆运动方面的不确定性，同时还会遭遇多种不确定因素，因此针对柔性机械臂的控制较为困难。解决办法可以采用基于假设模态法和奇异摄动理论，将整个系统从理论上拆解为慢变以及快变子系统。用滑模变结构控制方法设计慢变控制器，利用H∞控制理论设计鲁棒控制器用于快变系统控制器设计，以克服非结构不确定性和振动的影响。此外，基于轨迹跟踪准静态补偿控制思想进行补偿控制算法，保证滑模变结构控制和H∞控制的组合控制，使系统能够精确跟踪目标轨迹。

2.4模糊控制在机械加工过程中的应用

许多机械加工过程十分复杂，用常规的控制方法建立精确的数学模型困难较大，自动控制的效果也不理想。模糊控制具有将复杂问题直观话、构造算法灵活化以及控制编程简单化的特征，因此在这些机械工程控制中也得到了广泛的应用。模糊控制并不用对控制对象进行精准的数学描述，只需要直接的输入测量值与设定的偏差及其偏差变化率等条件，即可以得到最优控制输出值，目前利用模糊控制在805单片机上的模糊控制系统的仿真实验结果显示了控制效果十分明显。

2.5神经网络控制在数控机床中的应用

神经网络是仿生学思想在控制领域应用的最新成果，其是由众多简单的神经元连接成。其中的每个神经元在结构和功能上都相对简单，但整个网络结构可以组成高度非线性动力学系统，从而用于复杂物理系统的表述。神经网络的主要优势是可以进行大规模并行处理，同时还初步具有类似人脑的自适应、自组织、自学习能力，因此在智能化方向下的自动控制领域具有广泛的前景应用。数控机床是现代机械工业必不可少的高效自动化设备。目前数控机床控制中的主要问题是自适应能力低下，主要表现在切削过程的不可预知和不可确定性的情况下缺乏良好的识别和处理能力。为了避免这种情形下的刀具破损、机床自激振动异常情况发生，通常要选用较为保守的切削参数，这就限制了数控机床加工能力的发挥和工作效率的提升。

作者：朱颖 单位：江苏紫光吉地达环境科技有限公司

第二篇

1自控系统在机械工程中的应用现状

我国的科技和经济在近些年有着很大的发展变化，但还是不能与其他发达国家同日而语。刚性自动化和单自动化阶段是我国自动控制系统目前所处的阶段。而有些发达国家的自动化技术发展成熟，已经成功将自动化应用于机械工程中。总而言之，我国的自动控制系统在机械电子工程中的应用方面还应该不断的创新发展，这样才能被应用的更广泛，为生活带来更大的便利。

2自动控制系统的应用

由于当今社会是一个高速运转的社会，处处需要效益，因此自动控制系统也就得到了广泛的认可，并且为人们的生产生活带去了巨大的经济效益。所以机械电子工程行业也一直在不断创新不断发展，在这种情况下，我国的经济水平也在不断的提高。而机械自动化逐渐变成集成方式的同时，这种自动化技术也在不断的被开发和创新，很多也都是自主研发推广的。

2.1集成自动控制

集成自动控制系统是我国机械自动化工程当中是十分重要的一项。而集成化自动控制系统就是保留原有的信息技术，然后加以修改，取其精华，去其糟粕，使机械自动化系统变得更加完善。集成化自动控制系统能将原有的信息技术和与生产相关的信息糅合起来，不仅使得机械工程中的集中工程得到了加强，还将为械工程的生产与发展拓展到了更广阔的领域。计算机技术是机械自动控制系统的基础，而计算机技术在不断的发展，集成自动美国控制系统得到了多方面工程制造的认可，深入到了各个领域。同时，集成自动控制系统也在计算机技术的更新下得到了完善与提高。

2.2柔性自动控制系统

机械自动控制系统不能够保持原有的自动化成分，需要不断的更新研发与创造。而柔性自动控制系统就是新发展的一项自动技术，它不仅包含了其他自动化控制系统的特性，能够自动化生产，还能够在生产中智能化。在机械工程不断发展的同时，柔性自动控制系统已经成为了其中重要的组成部分。在机械工程的发展与应用中，柔性自动控制系统将信息技术、现代化机械生产技术与先进的计算机信息化设备进行结合，利用数控技术进行生产，这样的科学生产方式使得机械制造不断进步。

2.3智能自动控制系统的应用

所谓智能自动控制系统，就是在人工技术与计算机网络技术的共同作用下，对机械工程中的任意一个过程进行模拟和控制，让机器变得人性化，让机械自动控制系统工作时能够与人的大脑相类似，能够收集数据和采集信息。智能自动控制系统有效的结合了人工智能技术和机械工作的过程，这样，不仅使得生产效率大大提高，生产过程更易控制，还节省了人力，创造了更大的经济效益。

3自动控制系统的发展前景

未来的科技技术会比现在更加发达，而每一个国家和地区的经济水平都在不断发生着变化，我们国家的发展和经济水平也都在不断的提高。这些都离不开机械工程，而自动控制系统是机械工程的重要组成部分，只有自动控制工程不断的更新发展，机械工程才能够不断的创新，变得越来越科技化，才能呢个拓展到更多的领域。在自动控制系统在网络信息技术不断发展的背景下，在机械工程的应用中将实现先进的网络化发展，并通过网络的传播，迅速渗入到各个行业中。当今社会经济的发展更注重的可持续性，无论多啊么先进的自动控制系统，在生产生活中都应该更注重环保和节约。在生产自动化控制装置时，应该以环保为首要考虑，节约能源，这样才能够可持续发展。

4结语

在经济迅速发展和科技不断进步的今天，自动控制系统已经成为了我国生产中最有力的系统，也是不可缺少的一部分。而集成化自动控制系统、柔性化自动控制系统和智能化自动控制系统的发展不仅能够给我国的机械工程行业带来很大的经济效益，同时也能够帮助企业更好地管理机械工程，对我国机械工程的生产与发展有十分重大的作用。

单位：郭华 单位：阿勒泰地区七六〇三台