控制工程在机械电子工程中的应用尚雅维

控制工程在机械电子工程中的应用尚雅维

尚雅维

关键词：控制理论控制工程机械电子工程

前言：

随着科技的进步，机电技术的发展必然走向电子化，智能化，这是时代进步的需求，这也是科学技术发展的必然结果，尤其是电子信息时代的来临，我国机电人员将电子信息技术充分地与机电技术相整合，同时应用控制理论将这个机电系统设计好，使它具有足够的稳定性，准确性，快速性。控制工程理论的应用与发展促进了工业生产使机械自动化的方向更精准的方向进行，同时也间接地促进了我国经济的发展。

1自动控制系统在机械工程中应用的发展趋势

科学技术在经济发展的不断带动下，其技术能力能得到更好的发展。在全球经济的不断发展变化的趋势影响下，我国的经济文化水平也在不断的发展和提高。伴随着我国经济水平的提高，为满足日益提高的人们的生活需求，机械工程的科学技术能力是实现社会生活高水平的关键。自动化控制系统是机械工程应用不可或缺的重要部分。机械工程的创新和科技化，可以将其拓展各类功能应用于更多的领域。自动控制系统在信息全球化的冲击下，与网络信息技术相融合，促使自动控制系统的应用，渗透到多行业中的多个领域。我国的经济社会的发展宗旨在于可持续性的发展。所以，在创新应用新型的自动控系统时，环保、节约是新型自动控制系统在机械电子工程中得到更加完美的应用。

2控制工程的概述

控制工程基本上都是将系统论以及控制论作为前提，以工程应用为实践目标的工程范畴。控制工程属于一种应用控制理论，其主要的目的在于快速的符合以及实现现代化农业以及相关的的方面的需求的工程范畴。随着控制理论同其它学科的互相融合，同时逐渐开始向社会经济系统进行不断的渗透，以及现代制造业自身所提出的相关的优良，快速等为目的的控制需求，研发出了具有大系统协调控制以及其他相关的智能控制系统。控制工程在各种工程学科中都有非常广泛的应用。

3机械电子工程的概述

不同国家对机械电子工程的定义不同，但在本质上没有很大的区别。在日本，机械电子的定义为：在机械的主要控制性能以及信息处理性能中融入了一定的技术，同时把机械装置以及其他相关的设备进行有效的融合所组成的系统。在美国，机械电子工程是有计划地应用、有效地把机械与电子结合从而创造最优产品的工程；欧洲IRDAC认为机械电子工程是机械工程、电气控制工程以及系统总体技术在产品设计和生产过程中的结合。在我国，机械电子工程是机电一体化，是机械工程与自动化的一种。信息时代的发展，让机械电子产品在发展过程中融入了大量的信息元素与现代化符号。机械电子产品中这些新兴元素，让它在激烈的市场竞争中生存下来。除此以外，大部分机械电子工程的产品设计方式单一，能很快的被理解、掌握，这也是它备受大众喜爱的原因之一。

4机械电子工程

早期的机械工业以手工加工为主，生产力低，但适应性强；三十年代开始集中在标准件和流水线，适合于大批量生产，但缺乏灵活性；现代生产一般要求转产周期短、生产灵活性强、产品质量高，因此常采用以机械电子系统为主要构成的FMS可以达到上述要求。与传统的机械工业相比，机械电子工程有着鲜明的特点：就设计而言，机械电子工程并不是一门有严格界线并且独立的工程学科，而是在设计过程中一个综合思想的实践。设计中，根据系统结构配置和目标，机械电子工程把它的核心部分（机械工程、电子工程、汁算机技术）与其它领域的技术，如：制造技术、管理技术和生产加工实践等有机地结合在一起，采用一种基于信息的自顶向下的模块化策略，完成设计就系统（产品）而言，机械电子系统（产品）结构简单，元件和运动部件少（如电子表），它用小巧的电子系统取代“傻、大、笨、粗”的机械系统，减小了系统的体积，提高了性能，但是系统的复杂性却大大增加了。

机械电子学要求机械与电子技术的规划应用和有效结合，以构成一个最优的产品或系统。现代的机械电子系统除了“块与块”之间的动力联系之外，还有信息之间的相互联系，并由具有数值运算和逻辑推理能力的计算机来对机械电子系统的所有信息进行智能处理，人们已经认识到生产改革的未来属于那些懂得怎样去优化机械和电子系统之间联系的人；尤其是在先进生产和制造系统的应用中，对优化的需求将会变得更为迫切；在这些系统中，人工智能、专家系统、智能机器人以及先进的工艺制造系统将构成未来工厂的下一代工具。

5控制理论在机电系统中的应用

伺服系统（servosystem）是将指令信号精确、快速的转换为相应的物理实现。例如，飞机和船舶的舵角操纵由于所需的力很大，不可能由人力直接操纵，需要伺服系统来完成，伺服系统的作用就是使舵面的转角精确地跟随驾驶员的操纵动作。当使用自动驾驶方式时，伺服系统要使舵面转角精确实现自动驾驶仪输入的指令。

工业机器人的一个关节，就用到了伺服系统。它的受控过程是机器人的关节运动。采用微处理机作为控制器。关节轴的实际位置由旋转变压器测量，转换为电的数字信号后，反馈给控制器。微处理机经过控制算法后，输出控制指令，再经过数模转换和伺服功率放大，提供给关节上的伺服电机。伺服电动机根据控制指令驱动关节轴转动，直至机器人运动达到输入参考信号设定的位置为止。伺服系统是机电控制系统中典型的一个重要部分，其应用的主要就是控制理论来实现机械与电子的相互结合。

结语：

经济的飞速发展，科技的不断进步。科学技术已经成为各行各业发展壮大的依据。自动控制系统的高速发展，促使控制工程在机械电子工程中的应用具有很好的发展前景。自动控制系统在机械电子工程应用的开始，没有显现出其应有的作用力。而今依赖于高速发展的电子设备，自动控制系统已经发生了重大的转变，其核心技术现已经应用智能的电子设备，电子智能设备的投入使用大大提高了社会生产力。

参考文献：

[1]董景新，赵长德，郭美凤，陈志勇，李冬梅.控制工程基础（第三版）教材，北京.

[2]赵丽娟，张建卓，李建刚.控制工程基础与应用.

[3]潘雍.傅明星.于晨.机械电子工程综述[J].机电工程.2014（05）：553-558

[4]郑向勇.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用.2014（34）：121

[5]朱颖.控制工程在机械电子工程中的应用[J].电子技术与软件工程.