基于智能控制工程在机械电子工程中的应用分析

姚森瀚

摘要：在人们的生活实践过程中，一些机械电子工程实现了自动控制，取得不错的效果，然而还有许多复杂的机械电子工程，却很难用自动控制的方式来实现，机械电子工程的专家发现，这些很复杂的工程，却能在熟练工人、技术人员的操作下灵活运转，实现自动化所不能实现的良好效果。运用计算机去模拟其控制方式，使计算机控制技术达到甚至超过人的水平，这样的系统就具有了人的智能。智能控制工程在机械电子工程中的应用提升了其智能化程度，使之适应当前社会的需求。

关键词：智能控制；机械电子工程；应用分析

一、智能控制工程与机械电子工程的概念

（一）智能控制工程概念

传统控制工程是指将计算机技术控制理论运用到工程中来，利用计算机能实现自动计算控制的特性解决和控制工程问题的一种技术。传统控制工程中重点研究参数设置以及数据模型的建立，进而建立控制系统然后运用到工程中。而智能控制工程是一个新兴的控制方式，它的控制方式是利用计算机来模拟人脑的思维方式和思维过程，然后将这种模拟人脑的控制方式运用到自动化控制工程中。另外智能控制可以摒弃传统的依靠控制对象的建立的数学模型以及确定参数，这样的话智能控制便能够解决传统控制技术所不能解决的问题。由于智能控制工程具有传统控制工程所不具有的优点，因而其人们生活生产过程中得到广泛应用，特别是在机械电子工程中得到了更好地应用。

（二）机械电子工程概念

机械电子工程俗称“机电一体化工程”，其将机械工程、电子信息工程、自动化工程等工程有机的融合在一起。如果按照学科划分层面上来定义，机械电子工程涵盖了众多学科，比如，机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能等学科。与传统机械工程不同的，现代机械电子工程向着小型化、智能化、可靠性方向发展。随着科学技术快速发展，对机械电子工程的系统要求也越来越高，机械电子工程面临着机遇与挑战，故而有必要利用其它技术更好地为机械电子工程服务，特别是新兴智能控制工程，只有这样才能够推动机械电子工程的发展。

二、智能控制工程在机械电子工程中的实际应用

（一）智能控制之模糊控制系统在机械电子工程中的应用

模糊控制顾名思义，即没有精确的控制数据模型，它是通过将实践者的控制经验和控制知识表达成不同于以往数学模型的语言变量描述的控制规则，然后计算机运用这些语言变量规则去控制系统。“如果xx则xx”是其规则的基本形式，这个语句的前半部分是条件或者前提，后半部分是结果。总的来说，它是不同于以往的线性控制系统，特别适用于数学模型复杂、未知的控制系统。例如，在机械电子工程中电热炉设计中，由于炉温受到处理零件多少、体积大小以及电网电压波动等因素综合影响，容易波动，难以建立精确的数学控制模型，传统控制工程对此束手无策，模糊控制系统由于其特性最适合这样的系统。

（二）智能控制之神经网络控制系统在机械电子工程中的应用

神经网络控制系统是模拟人体神经网络特点：大面积并行分布处理、非线性动力，其大面积并行分布类似神经系统中大量分布的神经元，这种模拟人体神经控制系统解决现代传统控制难以解决的实际问题，便显出了良好的智能特性。机械电子工程中交流伺服系统是最常见的系统之一，交流伺服系统中交流电动机由于其数学模型具有非线性、耦合、时变等特性，传统的控制方法很难取得满意的控制效果。利用神经网络控制在线调节系统误差和误差变化率，使得系统的性能得以提高。

（三）智能控制之专家控制系统在机械电子工程中的应用

科学技术的迅猛发展也对机械电子工程提出了更高的要求，机械电子工程中最要的便是系统的控制性能，然而传统的控制方式无法满足现代机械电子工程的控制需求。传统的控制方式主要依靠数学模型，这种数学模型是以受控对象的特征建立的，然后依据这种数学模型进行机械电子工程的控制，然而当受控对象的一些外部或内部环境的改变引起其结构或者结构参数改变，这样受控对象的数学模型不可避免的会改变，然而传统控制系统却无法随着模型的改变而改变，这样的控制系统无法达到控制要求。在实践过程中专家、甚至一些有经验的操作工人仅仅凭借自己的直觉便能很好地完成控制问题，然而这些控制问题很难用计算机去解决，为了解决这样的问题，人们发明专家控制系统来代替人的直觉行为进行控制，实际上这些直觉行为背后是人们长期实践过程中的对控制对象和控制规律的体现，专家控制系统深挖这些经验背后的规律知识，同时并以智能方式运用这些知识，使受控系统性能得到进一步提升。高精度机床是机械电子工程的典型代表，然而在机床加工零件过程中不可避免受到环境的影响，采用专家精度控制系统，可以对机械加工过程实施动态化、智能化的补偿控制，这种补偿是基于对加工过程中可能影响加工误差的各种因素综合分析，同时设定控制目标，采用专家精度控制系统可以提高加工精度。

（四）智能控制之预测控制系统在机械电子工程中的应用

预测控制系统不是仅仅追求“控制”，而是追求“优化控制”。预测控制能够用最节约的方式进行控制，，较好处理了系统中可能存在的干扰、噪声等不确定问题，也就增强了系统的鲁棒性。预测控制系统在汽车油门、刹車系统中得到了很好的应用。

三、结语

综上所述，随着科学技术的迅猛发展，传统机械电子工程越来越要求智能化，传统的控制工程由于设定一系列严格的条件参数，建立精准的数学模型，其无法适应非线性、模糊的控制要求，而智能控制则既可以具有传统控制工程的特点，又可以进行模糊。非线性控制，其在机械电子工程中的应用也越来越广泛。我们要加大在机械电子工程中运用智能控制，以提高我国机械电子工程水平，助力我国智能制造2025的发展。

参考文献：

[1]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）：1214.

[2]杨文刚.工程机械电子节能控制技术研究电器控制设计要诀[J].工业设计，2015，07（10）：162163.