基于智能控制工程在机械电子工程中的应用

基于智能控制工程在机械电子工程中的应用

马国强闫涛

河南省中大工程监理有限公司河南郑州450008

摘要：随着我国社会的快速发展和国民经济的良好建设，机械电子工程中机电一体化技术的水平不断上升，控制工程系统发挥着更加重要的影响，同时，控制工程在具体实施过程中也和机械电子工程的运行密切相关。所以，笔者将在本文中结合自身工作经验，先介绍控制工程与机械电子工程的相关概念，并且对控制工程在机械电子工程中的实际使用展开探讨，希望推动控制工程技术同计算机智能化自动技术的融合发展进程，从而加快整个机械工程行业的发展。

关键词：控制理论；控制工程；机械电子工程

21世纪是信息化的社会，计算机控制工程技术在机械电子工程中得到了有效运用。随着机械电子工程中机电一体化技术的不断发展，控制工程系统逐渐起着越来越重要的作用。它的精髓在于将控制工程的手段与计算机机械电子工程技术相结合，有效地推动了机械电子工程的智能化，也日益引发人们的高度关注。

1关于控制工程与机械电子工程的要点

控制理论是在18世纪的英国工业革命当中应运而生的。控制工程是基于工程理论及计算机技术理论两方面的平台而诞生的核心概念。在21世纪的今天得到了广泛的普及。它的作用在于对各种自动化技术环节里出现的工程技术问题进行相关处理，被广泛地应用于多种机械电子工程技术的实践当中。它的主要探究方向在于多输入、多输出、对参数进行改变及非线性等多个方面。可以说，它在机械制造业当中的应用价值是值得重视的。

此外，机械电子工程也是一门包含了多学科知识体系的工程科学。它在模块操作方面是通过系统化的手段来实现的。它的核心包括机械技术、电子技术、自动控制技术、检测传感技术、信息处理技术、系统总体技术等多重技术。其最大的特性在于构造较简单，使整个机械电子工程系统的体积得到了压缩，让其综合性能得到了提升。现在，科技的发展使得机械电子系统的结构比以前更加复杂，所以机械工程与计算机技术的有机结合，可以让机械电子工程的技术水平得到进一步的优化。因此，有效推进控制工程在机械电子工程中的广泛应用，其意义是不言而喻的。

2控制工程与机械电子工程相关概念

控制工程，是一种工程理论和计算机技术理论相结合的概念，该技术主要是面对自动化技术中所产生的各种问题，对其进行有效处理的一项技术，其主要应用于不同的机械电子工程技术实践工作中，同时随着控制工程水平低提升，其应用范围也不断扩大，得到越来越多的科研人员与技术生产人员的重视。机械电子工程并不属于独特工程学科，它一般是借助于模块化的方式来实现最系统的控制，而机械电子工程系统具备构造简单的特色，这样就显著减小了机械电子工程系统的总体积，加强了其整体功能。随着机械电子工程系统的发展，其水平在不断提高的同时，技术发展也趋向更加复杂，这就给工作人员的操作带来了极大的挑战和压力，这就要求将机械工程与计算机技术二者有效结合起来，从而便利于工作人员通过控制工程来实现对机械电子工程系统的操控，提高生产效率。

3控制工程在机械电子工程中的使用

3.1智能控制系统在机械电子工程中的运用

智能控制系统指的是人工智能和计算机技术相结合，对机械电子工程中中的特定的操作流程实施人工化的智能模拟与控制，从而让智能机器人模拟人工操作方式来完成工作。其原理在于让智能控制系统模拟人类大脑的思维模式，从而实现自主收集所需信息等工作。所以，信息时代背景下，社会生产智能化是各行业发展的主要趋势，将智能控制系统结合人工智能的特性有效地运用于社会生产中，和过去相比生产效率得到了极大的提升，不仅减少了人工操作，避免了工作人员操作不当所带来的失误，还能通过智能控制系统严格控制生产操作各环节，有效地减少成本。

3.2鲁棒控制的使用

所谓鲁棒控制，从应用的角度讲，就是设计一个控制器，满足一些性能指标。而几乎所有的控制问题都可以转化为图1表示。控制系统中的鲁棒性说的是，在确定已有外界因素干扰的前提下，控制系统某方面的性能可以始终维持不变的一种特点。所以，多变量型鲁棒控制系统以其独特的作用在机械制造生产中逐渐推广开来。在柔性臂轨迹制造过程中，一般选择滑模变的结构控制方法来实现对慢变控制器的控制，选择H∞的控制理论来研究出鲁棒控制器从而调整系统控制器的结构，因此，在操作轨迹的模拟研究中，通过补偿控制算法展开计算工作，由此来确保滑膜变结构和H∞。通过对控制理论的科学组合使用，有效地利用控制系统来精准地控制目标轨迹的运行过程，实现电子机械工程地良好运转。

图1鲁棒最一般的控制系统

3.3模糊控制工程在机械电子工程中的使用

机械工程的加工流程由于步骤多、工作繁琐，因此显得不够简单，因此想要利用传统的控制方法来建立模型对于工作人员来说难度较大，直接提高了工作人员的工作压力，因此，选择传统的控制方法建立模型所实现的自动化控制效果往往较差。面对该问题，科研人员选择利用模糊控制来进行处理。模糊控制的作用在于将上述复杂的问题简化。模糊化控制与传统机械电子工程中使用的控制方法最大区别在于前者不需要对机械制造工程展开精确化的数据研究，只需要确保输入量在工程要求的合理偏差范围内就行了；而后者则要求建立清晰、准确地模型，这不仅对工作人员来说是一个较大的挑战，其建立模型的效果也较差，直接影响了自动化控制效果。因此，模糊控制系统开始取代传统控制办法，在机械电子工程中推广开来。

3.4神经网络控制的使用

神经网络控制是以生物学基础为前提所开展的控制研究，主要是将许多的简单网络神经元连接成一个网络整体，单个神经元无论是构成货值使用效果都较为简单，不过当多个神经元连接起来后就能组成复杂、多功能的神经网络控制系统，该系统的作用在于可以大规模处理复杂数据，并且神经网络控制系统得以逐渐地向人工智能化的方向发展，逐渐地在智能机械电子工程控制系统中推广开来。过去工作人员在操作数控机床生产过程中，切割产品时由于技术限制不能确保其精准率，就会出现操作误差，影响生产效率与产品制成率。所以，利用神经网络控制系统在机械电子工程中的使用，能够避免数控机床切割工作中的不精准的缺点，从而有效加强数控机床的加工效率，确保机械电子工程的生产安全性，直接提高了该行业的效益收入。

结束语：

随着我国社会经济的快速发展，各行业的科学技术水平都有了极大的提升，尤其是计算机控制工程技术水平的提升，对于社会生产力的发展有着重要意义，这样就能满足普罗大众日益增长的不同需求，同时推动着机械电子工程慢慢地朝向智能化方向发展。应当说，智能化是我国目前各生产行业现阶段乃至未来的主要发展趋势。机械电子工程的智能化发展主要是通过控制工程技术的使用，所以该技术目前得到了科研人员的广泛关注与青睐。为了推动机械电子工程行业，就需要将现代化的科学技术控制理念恰当地融合到该行业的发展中，实现机械工程技术与计算机技术的有机结合，从而推动机械电子工程行业长期良好地发展，最终达到机械电子工程生产效率提高的目的，也有利于该行业效益收入的增加。

参考文献：

[1]秦娇娇.探究机械电子工程与人工智能的关系[J].信息通信，2014，（04）：289.

[2]熊彦明.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].无线互联科技，2014，（07）：144.