机械电子工程中控制工程的应用分析

刘英利

黑龙江富锦富华起重机有限公司 黑龙江佳木斯 156100

控制工程的快速发展使得机械电子工程朝着智能化的方向不断的发展，这使得控制工程在机械电子工程上的运用越来越广泛，推动着现代制造业的快速发展。伴随着当前越来越多科学家将精力投入到控制工程中，这使得机械电子工程的运用控制工程的规模越来越大，使得机械电子工程得以快速的发展。

1 控制工程与机械电子工程概述

控制工程主要是依靠工程控制理论及智能系统控制理论发展的，同时其自身与计算机基础理论、自动化控制理论、数控理论等多领域有密不可分的关系，通过融合处理自动化、科技化、智能化等，提升机械电子工程的质量。当前我国的控制工程受到各方面的高度关注，并在各领域中进行了有效的实践应用[3]。机械电子工程以机械及电子工程作为基础理论，通过控制工程的有效实践提升产品质量、科技含量与工程效益，目前已基本具备了系统功能性、精细性、智能性、自动性、灵活性等特点，为我国整体化机械电子工程科技的发展开辟了全新且高效的路径[1]。

2 控制工程的基本作用

控制工程空间结构简单，操作较为便捷，具有极强的应用性以及操作性，在使用过程中性能良好，能及时处理一些复杂问题，分析以及论证综合机械技术，实现良好的控制效果。另外，现阶段的控制理论主要是以空间线性工程为依据，分析并讨论非线性和多输出等问题，制定解决策略，在机械工程中发挥着重要作用，为控制工程的具体运用提供了一定的技术支持，促进了科学化生产。

3 控制工程在机械电子工程中的应用

3.1 集成自动控制系统在机械电子工程中的应用

集成自动化控制系统在长时间的发展过程中已经积累了很多的经验，传统的信息技术为目前集成自动化控制系统的发展提供了推动性的作用。目前比较热门的机械电子工程也是在这个系统的基础上而进行的，通过这个系统能够使原有的工作变得更加简单和高效率，最终实现整个机械电子工程的一体化发展。其中最重要的就是对于控制程序的收集和输出，一些高水准的机械生产和制造业都是利用这种方式来进一步的提升数控机床的整合率，从根本上提升机械电子工程应用的水平[2]。

3.2 在加工制作中的应用

如今，随着我国科学技术的快速发展，机械加工越来越完善，并向着多元化的方向发展，传统加工模式的问题逐渐暴露，已经无法满足时代发展的需要。面对这种情况，必须找到一个更先进和可靠的制作方法，促进工作效率的提高，提升企业自身的经济效益和社会效益。机械工程的数据处理速度快，操作简单，将控制工程合理应用到机械加工中，可以提高产品的整体质量，降低企业的成本。在实际操作时，可以将其编码直接输入机器，保证其实现自动化的加工制作，提高企业的整体效益。

3.3 智能控制系统

与自动化控制系统相比，智能控制系统是在其基础上融入了人工智能技术及计算机技术，其为自动化控制的渐进性系统，其具有超强的仿真能力，可以模拟人类大脑运行的思维及肢体动作。智能控制系统之所以拥有与人类相似的大脑结构，是由于其靠仿人脑结构收集数据、处理信息，将这些信息高效的传达出来，以达到控制效果。

3.4 神经网络控制系统的具体应用策略

神经网络控制系统无疑是一种极为先进化且智能化的技术理念。从定义上来分析，神经网络控制系统通常是指通过先进科技全面建立模拟人类神经系统的一种高科技网络控制系统，这项系统可以充分利用不同的神经元对某一区域的机械电子设备采取专有控制，不但能够全面提高生产效率，还可以有效降低人工成本以及劳动量。针对机械电子工程所使用的各项数控设备而言，较为传统意义上的控制方法通常都是采用人工操作和控制进行，这种方式显然在处理和识别各种有效信息的环节上会出现一些失误。将先进的神经网络控制系统与数控设备相结合，工作人员仅仅需要调整好系统具体运行参数便可以对整个生产流程有效控制，全面避免因人为操作失误而产生的各种负面影响[3]。

3.5 将控制工程运用在预测控制系统中

模糊控制技术主要的优势是能够将一些复杂的问题简单化，这样就使得具体的工程实践人员能够减少工作量，并且工作效果也得到了保障。现在机械控制十分复杂，很多模型都来自于一些十分复杂的理论，在实际应用的过程中具有一定的难度。将模糊控制技术进行使用，有利于提高自动化控制的效果。主要得益于模糊控制技术不需要对控制对象进行精确的描述，直接按照测量值的输入、变化率以及偏差来进行控制，能够达到十分高效的控制效果。

3.6 鲁棒控制技术的应用

在控制工程中鲁棒控制技术是其中的重要组成部分，在机械电子工程中，能够将自身的控制作用充分发挥。鲁棒控制技术一般情况下主要是指，将控制器作为载体展开相应的控制工作，在控制器的设计过程中，要按照相应的性能指标展开，这样才能将控制中存在的问题更好转化并解决，将复杂问题转化为简单问题。在整个控制系统中，鲁棒性的特点通常情况下会体现在，当外界出现干扰源时，能够保证整个系统的安全稳定运行，不会受到干扰源影响。鲁棒控制系统具备较强的稳定控制作用与特点，所以，在机械制造领域中得到广泛应用。比如，在柔性臂的制造过程中，为促使系统能够实现对柔性比会定的控制。那么在鲁棒控制器的设计中，通常会采取滑膜变结构，滑膜变结构能够将Hx 控制理论进行充分利用。在这一过程中，还需要进行计算，在计算时采取补偿控制算法方式，使得电子机械工程能够安全稳定运行，保证各项工作的有序进行。

3.7 预测控制技术的具体应用策略

作为极其重要的一种智能控制工程先进技术，预测控制技术所起到的重要作用不言而喻。当前阶段在我国各项机械电子工程领域中，必然会涉及到各种各样的生产工序以及机组设备，这就极易导致某一机组设备发生故障而让整条生产线产品质量受到巨大影响。而科学化的运用先进的预测控制技术可以有效解决这一关键性问题。这项先进技术能够充分结合发达的网络技术与电子信息技术对机械电子工程各项设备的日常运行状态进行详细分析，并且结合所分析出的精准结果提前预测各项设备的具体运行状态以及潜在问题。提出合理化改善和调整建议，最大程度的降低故障率，全面提高生产效率。

4 结语

随着我国经济的发展和科学技术水平的进步，我国的机械电子工程领域也离不开控制工程发展的推动性作用。这种工程和技术在未来的发展过程中必将会应用到更多的领域中去。本文通过上文的论述，对于控制工程中所涉及的智能化模式和集成自动控制系统等方面进一步的论述了机械电子工程在发展的过程中是如何运用控制工程的。希望本文的研究能够对于机械电子工程的未来发展起到一定的参考性意见，并且希望这种技术能够获得更多的发展机遇。