基于智能控制工程在机械电子工程中的应用探讨

基于智能控制工程在机械电子工程中的应用探讨

贺树奇

扎赉诺尔煤业有限责任公司灵东煤矿    内蒙古呼伦贝尔市   021410

摘要：近年来，我国智能化技术的发展速度极其迅猛，智能控制技术在电子机械工程中的应用也愈发普遍。高度信息化、智能化的控制系统为电子机械工程的发展提供了全新的思路，因此，讨论智能控制工程在机械电子工程中的应用、分析其发展前景极有必要。

关键词：智能控制；机械电子工程；应用

引言

控制工程是一门多领域交叉应用的科学，其应用原理和技术在机械电子工程中发挥着至关重要的作用。控制工程的核心任务是设计、分析和实施控制系统，以确保系统在各种条件下能够达到所期望的性能和行为。在机械电子工程中，控制工程的应用涉及多项技术，通过应用这些技术不仅能够提高机械电子工程的自动化程度，还可以增强电子工程的智能性和适应性。随着控制工程的创新和发展，机械电子工程的性能、可靠性和效率也在不断提升。

1机械电子工程基本理论

机械电子工程一般由控制层、数据采集与分析系统和控制系统组成，具有灵活性、自动性、智能性和功能性等特征。第一，控制层是机械电子工程中的关键组成部分，它负责协调和管理各个系统的运作。控制层的应用原理为：控制层通常使用不同类型的控制算法，如PID控制、模糊逻辑控制、模型预测控制等，以根据系统状态和目标生成控制信号；控制层通过传感器收集系统的状态信息，然后使用执行器执行相应的任务，以维持系统的稳定性和性能；控制层使用反馈回路不断校正控制信号，使系统保持在所需的状态。第二，数据采集与分析系统用于收集、存储和分析与机械电子系统相关的数据。应用原理为：通过传感器和数据采集设备，收集有关温度、压力、速度、位置等各种参数的数据；采集的数据通常需要存储在数据库或数据仓库中，以供后续分析和参考；数据分析系统使用各种算法和技术来解释数据，识别趋势、异常和关键性能指标，以支持决策制定和系统改进。第三，控制系统是机械电子工程中实际执行操作的部分。应用原理为：控制信号从控制层传送到执行器，如电动机或阀门，以执行相应的动作；开环控制是根据预定的输入执行操作，而闭环控制使用反馈信号调整操作，以确保系统的稳定性和性能。控制系统需要考虑安全性和容错性，以应对紧急情况和故障，从而保护人员和设备。

2基于智能控制工程在机械电子工程中的应用

2.1集成自动控制技术的应用

目前，在机械电子工程中应用最为广泛的智能控制技术便是集成自动控制。该技术以信息技术为基础，并在此基础上，结合机械电子工程的特征做出了创新及优化，能够有效提高机械电子工程生产设备的性能及生产效率，集成自动控制技术在机械电子工程中的合理应用，可以对现有的机械设备生产线进行集中化管控，能够进一步提高各设备的生产效率及生产质量。该技术在设备运行的控制有着较高的应用优势，可以整合生产设备在运行过程中产生的各类生产信息及运行状况，再根据不同信息的具体情况，采取适当的处理方法及控制策略，能实现对多个设备的集成控制。

2.2神经网络控制系统的应用

神经网络控制技术在控制工程中是一项常用技术，该技术是在生物学基础上研究而成的控制技术，其工作原理是通过在网络中连接各个网络神经元来实现应用。神经网络控制系统是智能控制工程的核心。该系统是一种可模拟人类神经网络系统、人类大脑行动的网络控制系统，可以通过神经网络中的各个神经元，对某个特殊的机械电子设备做出控制，可以有效提高控制效率，还能够降低在控制单个机械设备时的人力成本。在实践应用中，系统可自动采集各生产设备运行时产生的数据，随后在处理过后将此类信息直接反馈至神经元节点，神经元便可以模拟人脑，为各个生产设备分配工作，并控制其运行状态。神经网络控制系统的引入改变了传统的人力控制模式，能够有效提高对海量数据的甄别、处理效率。目前，神经网络控制系统大多用于对机械电子设备的数控设备操作中，工作人员只需调整系统中的各项运行参数，便可以达到控制整个生产流程的目的。

2.3模糊控制系统的应用

机械电子工程中应用该系统能够为处理复杂性和不确定性事件提供强大支持和帮助，这样就能减轻工作人员的负担，确保工作效率。

（1）应用于温度和湿度的控制领域。室内环境的温度和湿度是影响人们生活和工作的重要因素，模糊控制可用于调整加热、通风和空调系统，以维持舒适的室内环境。通过使用模糊逻辑，控制系统可以更好地应对外部湿度和温度的变化，以确保室内环境始终处于理想状态。这种应用在住宅、商业建筑和工业生产中都非常常见，能够大幅度提高生活质量和工作效率。

（2）应用于飞行器控制领域。飞行器的控制需要处理不同的飞行阶段和环境条件，如起飞、巡航、降落和飞行中的气象变化。模糊控制系统可以适应不同情况下的非线性和不确定性，以维持飞机的稳定性和安全性。这种应用在商用飞机、军用飞行器和飞行器导航中起着关键作用，可以确保飞机在各种条件下具有精确的操纵和导航能力。总体来说，模糊控制系统在机械电子工程领域的应用有助于处理复杂性和不确定性，提高系统的适应性和鲁棒性。无论是在调整室内环境条件，还是在飞行器的控制中，模糊控制系统都为各种系统提供了更好的性能和可靠性，使人们能够更好地应对不断变化的需求和环境条件。

3基于智能控制工程在机械电子工程中的应用措施

3.1优化实践顶层目标，实现全过程实践育人

结合工程专业认证标准中提出的专业思政育人目标和应用型本科的特点，制定了专业实践课程思政的顶层目标。以“校内+校外”和“课内+课外”为实施环境，通过校内课内的实践课程和实验课程、校内课外的学科竞赛和科研项目、校外课内的认识实习和企业实习、校外课外的公益活动及社会实践，构建从个人素养到责任意识、从工程思维到职业规范的阶梯型实践育人模式。将四个维度的目标层分解至实践课程体系和实践环节中，以塑造学生具备完善的个人品质、正向的社会责任、完备的工程素养和端正的职业道德，打造出贯穿人才培养全过程的实践育人模式。

3.2保障数据精准

机械电子工程设计施工时会受多个条件影响，一旦在设计期间设计方案存在问题，未得到有效解决，可能会导致后续的施工变更，继而影响最终数据的精准度、完整性，导致数据分析结果出现偏差。智能控制技术能够对机械电子工程全过程产生的各项数据信息做出有效的采集与初步整理，能够降低数据遗漏或数据错误等问题的发生概率，继而提高数据处理效率及数据精准度，为机械电子工程的施工效率、施工质量提供了精准的数据支撑。

结束语

信息时代的到来，使得人们对各机械电子产品的质量要求及精细度要求越来越高。为了满足社会的实际需求，应积极引入智能控制技术，实现对机械电子工程设计生产全过程的精确控制，进一步提高机械电子生产的质量及效率，使机械电子工程逐步朝信息化、智能化、精准化方向发展。目前，用于机械电子工程中的智能控制技术包括集成自动控制、神经网络控制、预测控制、模糊控制、专家控制与鲁棒控制，未来，机械电子行业的发展依然需要智能控制技术的支持，在保障生产安全，生产效率的基础上，降低生产成本，为企业制造更多经济效益的同时，也能促进整个行业的进步与发展。

参考文献

[1]付晓云.智能控制工程在机械电子工程中的应用[J].设备管理与维修,2021,(10):76-78.

[2]饶伟.智能控制工程在机械电子工程中的应用研究[J].农机使用与维修,2020,(09):32-33.

[3]章跃军.基于智能控制工程在机械电子工程中的应用分析[J].内燃机与配件,2020,(10):229-230.