浅谈机械自动化与汽车控制

琚垚

摘 要： 本文首先對自动技术在汽车控制中的主要应用进行了介绍，之后分析了自动控制技术应用到汽车控制中的巨大潜力和优势，最后结合当前技术水平和网络化发展趋势，对自动化技术应用在汽车中需要解决的关键技术问题进行了研究。

关键词： 机械自动化;汽车;人工智能;关键技术

在电子技术与计算机技术迅猛发展的今天，海量数据的处理和计算成为了可能，借助高性能计算机设计的自动控制系统得到了广泛关注和研究。随着当前汽车数量的激增，导致公路路况愈加复杂，对汽车行驶的稳定性和安全性有了提出了更高的要求，与此同时传统的控制技术在应对汽车中复杂的机械及电气控制系统已经显得有些力不从心。为了解决这一问题，将人工智能应用到现代汽车控制系统中已经成为了汽车工业发展的一个必然趋势。

现如今，在应用机械自动化技术的过程中要注重发挥先进的功能，达到自动化控制的目的，要求技术人员需充分了解自动化技术的特点和操作方法，在对汽车进行监测时，借助计算机与智能的装置连接起来，只需点击软件的各个模块，按照规范化的流程操作，便可对汽车进行控制。同时，实时掌握汽车有无故障，便于尽早维修，避免遗留隐患和故障，在实际应用中机械自动化技术最大的优势和功能，就在于控制步骤简单、便捷，而且，具有很多高科技，比如：在控制监控系统时，运用传感功能随时了解到汽车行驶路程和内部零件运转情况，一旦发现问题和故障，全程监控的传感器，就会自动显示出损坏位置，及时发现汽车存在的隐患，进而确保汽车正确行驶。因此，在检测和控制中运用机械自动化技术非常重要，有利于提高实时控制系统的有效性和准确性。

一、机械自动化技术在汽车控制中的主要应用

机械自动化技术目前在电气自动化控制的应用主要集中在设备自动控制，设备故障诊断与告警，智能汽车发展等。

（一）设备自动控制

为了更好的适应复杂多变的路况，同时简化驾驶员的操作，大量闭环自动控制系统开始应用在汽车设计之中。控制系统通过各类传感器对汽车运行状态数据信息进行采集，之后将采集到的数据传输给汽车控制计算机，控制计算机通过对数据进行处理、分析实时调整汽车的行驶状态。通过自动控制系统，驾驶员只需要通过简单的指令下达，控制系统就会指挥各个部件完成复杂的机械传动

（二）设备故障诊断与告警

由于汽车结构越来越复杂。为了防止因单一的机械结构出现故障而对其他机械和电气结构造成影响，同时实现故障源的准确定位和类型判断，进而帮助驾驶员及维修人员进行及时有效的故障隔离及设备维护维修，需要在汽车中的部分关键结构中加入自动化控制。通过安装传感器等监控装置实现汽车各个部件工作状态的实时监控。一旦汽车某关键设备或部件失效或工作异常，传感器会将该异常信号传给控制中心，控制中心接收到数据便可以及时采取措施故障预警或者紧急制动措施，保证汽车行驶安全。

在汽车控制中应用机械自动化技术，要注意结合网络技术，在检测过程中自动进行检查，改变了人工检测的方式，通过运用智能化的检测技术，便可得出精准的检测结果，从而判断出汽车内部存在故障的原因，尽快落实相应的解决方法，有效提高处理效率，避免意外发生。因此，为了全面排查出汽车可能存在的隐患和故障，要注重应用机械自动化技术，可以自动化地检测和检查，观察计算机显示屏，实时掌握排除的问题和需要养护的零件，充分体现出自动化技术在汽车控制过程中应用，对于消除隐患和检测故障起到至关重要的作用，在自动控制时，操控计算机就可以代替人工检测，进而自动进行检查，一旦发现问题，汽车控制系统就会自动控制和处理，展示机械自动化技术的优越性和先进性。由此可知，检测方式更便捷，各个环节都体现出自动化的水平，有利于快速解决问题，方可确保汽车行驶更加安全

（三）全面控制汽车的安全系统

当前，机械自动化技术在汽车控制中广泛应用起来，从而全面控制汽车的安全设置系统，最为主要的目的就是，确保汽车在行驶安全稳定。因此，可以汽车的控制系统，按照规范的步骤安装自动化的装置和设备，随时查看到汽车内部结构，以及整体结构中的零件有无磨损严重的地方，通过运用机械智能化、先进化的汽车控制技术，及时发现汽车存在性能不好和元件受损等问题，通过观察安全控制系统，就可以根据反馈的信息，快速掌握汽车系统，对于显示的故障点，尽快采取措施解决，消除安全安全隐患，为汽车安全提供保障。由此可知，机械自动化技术具有实际应用价值，在控制方面非常便捷，无需大量的人力，便可实时了解到汽车安全系统的发出的信号，当发现紧急情况，控制装置和传感器会自动处理，进而呈现出最佳的处理方案，便于车主快速反应做出判断，避免危险事故发生，进一步提高汽车安全性和稳定性，为了确保汽车系统始终平稳，要重视运用机械自动化技术，有利于全方位地控制汽车装置，进而做到严格布控，保障汽车安全行驶。

（四）智能汽车

在整个驾驶过程中，驾驶员的人为因素占了很大的比重。一旦出现驾驶员长时间驾车、疲劳驾车、判断失误的情况，很容易造成交通事故。智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。通过在普通车辆的基础上增加了先进的传感器（ 雷达、摄像） 、控制器、执行器等装置，实现与人、车、路等的智能信息交换，使车辆具备智能的环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操作。

二、机械自动化在汽车控制中的优点

将自动控制系统应用到汽车中，首先可以大幅度减少人力资源的消耗，当前计算机强大的运算和处理能力完全可以实现设备的自动控制。在设备控制的参数调节，控制误差的控制控制响应时间上，自动控制系统与人相比都占据很大优势。当前汽车结构日益复杂，控制逐渐向高维度，多耦合方向发展，传统的控制方法已经难以满足控制实时性要求。同时掺杂了人工智能技术自动控制系统可以感知周边复杂环境，具有强的适应能力。其在控制过程中不需要了解被控对象的精确的数学模型，具有极强的通用性。

三、机械自动化在汽车控制中的关键技术问题

（一）数据传输的实时性和准确性

要实现汽车的自动控制，首先必须保证控制机构与执行机构，控制机构与传感器网络直接通信的实时性和准确性，传感器要及时地将获取的汽车运行工作状态数据传输给控制器，控制器通过分析数据判断受控组件是否发生故障同时快速地生成控制指令并传输给执行机构。在数据传输的过程中还需要注意数据传输的准确性，错误的控制信息会对汽车安全行驶造成极大危害。

（二）进行合理的层次划分和结构组织

要想实现汽车控制高效、稳定，同时尽可能降低能耗，降低驾驶成本，就必须对汽车的控制层次结构进行科学划分。在各组件分散控制的基础上，将数据汇总到总控计算机，由总控中心和各独立控制组件组成控制网络，实现全局性的自动化控制。

（三）人工智能的应用

目前人工智能已经在电气自动控制领域得到了较为广泛的应用。在未来的汽车自动化控制领域，人工智能将会逐渐取代人类。同时自适应，高集成度的汽车控制系统中会嵌入多个智能AI。系统会具备更加强大的学习能力，具有自我完善和进化的能力，在不断的训练和学习中，其适应能力也会大大提升，其控制的实时性，鲁棒性都会有很大提升。伴随着大数据时代的到来以及物联网和云计算的发展，在未来智能控制会与网络结合的更加紧密，智能控制将会突破空间限制，远距离甚至超远距离的汽车控制将会出现。

四、结语

机械自动化技术在汽车控制中应用已经成为一种必然趋势，在运用的过程中可以随时掌握汽车行驶状态，一旦发现汽车内部存在故障，便会自动发出提醒，尽快找到零部件受损的位置，尽早维修和解决，整个过程中无需大量的大力，有效减轻了人力负担，为检测汽车的性能提供了便利，方可得知机械自动化技术值得广泛推广和应用，有利于提升自动化水平，从而促进进行机械行业长久发展。