控制工程中机械电子工程的应用

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摘要：机械电子工程行业是提升我国国民经济的核心产业。在知识时代背景下，科学技术的创新发展与应用推动了机电一体化的发展进程。控制工程的应用价值愈发凸显。基于此，本文从控制工程、机械电子工程相关概述出发，对控制工程在机械电子工程中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：控制工程；机械电子工程；机电系统

0引言

机械电子工程行业自动化、智能化、信息化的发展离不开现代控制理念与控制工程技术的支持。在全面实施深化改革与创新发展的背景下，研究控制工程在机械电子工程中的应用，具有重要现实意义，有利于促进控制工程与机械电子工程的有效结合，进一步提升机械电子工程技术水平，促进机械制造行业科学发展。

1控制工程、机械电子工程的相关概述

1.1控制工程简述

以控制理论为思想指导，在计算机技术、信息技术等科学技术有机结合下形成并发展，用以实现对工程问题进行自动化管控的技术体系，即为控制工程。随着近年来控制理论体系与实践体系的不断完善，控制工程技术水平得到大幅度提升，使其在我国多重领域得到广泛应用。例如，当前基于“状态空间方程”下的控制理论，在非线性、参数调整等问题的研究上取得了一定的成效，推动了整个机械电子工程行业控制系统的智能化发展，成为新时期机械电子工程行业现代化建设与创新发展不可或缺的存在[1]。

1.2机械电子工程简述

相对于传统机械工程行业而言，机械电子工程以其所具有的综合性、融合性等特征，不仅促进了相应产品的生产效率，也提升了机械产品自身的工作性能。简单的说，机械电子工程就是指机械工程与电子工程二者相融合，即为“机电一体化”[2]。因此，机械电子工程是在多种技术相结合下，以模块化的形成进行具体体现的。受各种技术（如机械技术、自动控制技术、信息技术、电子技术等）的影响，机械电子工程系统相对复杂，其系统控制的好坏将直接影响整个系统运行的稳定与安全。

2控制工程在机械电子工程中的应用分析

随着控制理论与技术的不断完善，目前控制系统大致可分为“集约控制系统”、“智能控制系统”以及“柔性控制系统”三类，并以其各自所具有的优势在机械电子工程中发挥着重要作用。

2.1机械磨削精度控制中的应用

高质量、高精密是机械元器件生产过程中所最求的目标，这在一定程度上对机械设备的机械磨削工艺提出了更高的要求。以螺纹磨床生产为例，影响螺纹磨削质量的因素有许多，除机械生产设备本身性能外，也受环境稳定、磨削掌控力度等的影响。而采用专家精度控制系统，对螺纹磨削过程实行动态化、智能化的补偿控制，通过对螺纹磨床生产过程中可能影响螺纹磨削误差的各个因素进行综合分析，并设置相适应的控制目标，从而降低误差的影响，提升机械磨削精度。

2.2机械加工过程控制中的应用

随着机械制造行业的不断发展，机械加工流程呈现出复杂化、多元化发展态势。对此，传统的机械加过过程控制方法已经无法满足实际需求。而模糊控制理论的提出与技术的实践，以“复杂问题简单化”、“算法灵活性”、“编程易操作”等特点，改善了传统控制系统存在的弊端。与此同时，模糊控制通过测量值与变化率的设定与输入，在最大程度上使系统实现了控制目标。

2.3柔性机械臂轨迹跟踪控制中的应用

柔性机械臂制造是机械制造行业机械生产过程中自动化控制的典型代表。由于柔性机械臂作为分布式参数系统，其耦合性较强对控制系统的要求较高。对此可采用“滑模变结构控制方法”进行“慢变控制器”的研发设计，采用“H∞控制理论”进行“鲁棒控制器”的研发设计，并将其应用于“快变控制器”中，在慢变控制器与快变控制器有机结合下，实现对柔性机械臂不确定性问题的有效控制。并采用补偿控制算法对轨迹跟踪进行补偿控制，从而实现柔性机械臂轨迹跟踪控制的高精准性。

2.4高速液压机控制中的应用

液压机作为工业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。

2.5数控机床控制中的应用

数控机床是控制工程神经网络控制在机械电子工程中应用的典型代表。神经网络控制是基于生物仿生研究基础上形成并发展的。网络神经元通过彼此之间的相互连接，形成相对复杂的网络控制系统。这种神经网络系统不仅能过对数据信息进行大规模处理，也能过具备如人脑自我组织与学习能力，从而在一定程度上提升了控制系统的自动化水平。而数控机床作为机械生产中不可或缺的自动化设备，其各种功能的实现，如机械元器件切削，则是基于神经网络控制系统的有效应用，通过系统识别、参数处理下得以高效率、高质量、高精准实践操作的。

3结论

总而言之，控制系统作为工业系统不可或缺的存在，在机械电子工程行业现代化建设与创新发展中占有重要地位。随着控制理念与技术的不断完善，控制工程与机械电子工程的有机融合已经成为行业发展的必然趋势。本文旨在通过对控制工程在机械电子工程中应用的研究，探寻融合途径，从而促进机械电子工程行业的创新发展。

参考文献：

[1]李健,李朕兴.控制工程在机械电子工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(01):44-45.

[2]崔海花.基于智能控制工程在机械电子工程中的应用[J].数字技术与应用,2017(05):12+14.

作者:李智涵 唐军 单位:贵州大学