控制工程在机械电子工程中的应用

1引言

　　在我国经济与科技水平快速增长的背景下，机械电子工程也得到了快速发展，其正不断向着机械化、多元化以及智能化的方向发展。在此种现象下，在机械电子工程之中，控制工程具有更为显著的功效，人们在对机械电子工程给予极大关注的同时，也应提高控制工程的发展，推动机械电子工程行业的快速发展。

　　2机械电子工程与控制工程概述

　　机械电子工程从字面意义上而言，其既具备电子信息，同时也具备机械特征。在日常应用过程中，机械电子工程会涉及到大量学科与领域，其不仅需要工作人员具备较强的计算机模块处理水平，还需要其可以具备系统化的工程设计能力，保证机械电子工程行业逐渐向现代智能化方向发展。

　　控制工程则是一款可以有效运用网络技术对工程过程开展自动化信息管理的技术，利用计算机设备，控制工程技术可以对各类设计性问题以及参数进行模拟，而后通过计算机云计算的形式，可以对各项关键性信息数据开展输入与输出，对最终结果进行核算，从而有效解决工程运行之中存在的问题，对工程质量进行严格把控。

　　3机械电子工程现状

　　20世纪80年代，日本已经具备了无人化工厂，发展至今，其机械电子工程相关技术已经十分娴熟，在全世界都处于领先位置。而我国目前机械电子工程出现的时间较短，无论等级、数量或者是档次都与世界发达国家具备一定差距，从而导致我国十分依赖机械电子产品的进口，像数控机床等。我国如今数控机床应用比率远远不及发达国家的覆盖应用率。

　　目前，我国机械电子技术无法满足现有工程的需求，机械电子工程自身对智能性、控制性的需求较高，从而必须在机械电子工程之中科学地应用控制工程，在工程实践过程中将知识层次与体系进行有效融合，保证工程行业的深入发展。我国机械电子工程正处于飞速发展的时期，发展前景十分广阔，随着科技的发展，其理论与技术必定会有质的飞跃。

　　4控制工程在机械电子工程中应用的优势

　　控制工程技术与传统的技术相比，其具有极强的可操作性与可应用性，与此同时，机械电子工程中的设计对象往往都是实践性合同，可以运用策略化对预期目标进行实现。控制工程技术自身操作十分快速方便、空间结构更为简单，具有极佳的使用性能，可以帮助人们解决十分复杂的问题，在机械电子工程之中应用控制工程可以达到十分理想的效果。如今控制理论都是将空间线性工程作为基础，可以为机械电子工程带来极强的技术与理论支持，达成科学化生产的目标。

　　5控制工程在机械电子工程中的应用

　　5.1模糊控制系统的应用

　　随着控制技术的极速发展，模糊控制是在现有控制体系之中诞生的新技术，往往被人们应用于十分简便的生产制作过程中。机械电子工程本身是一个极具复杂性的工程，如若运用传统的技术手段对其进行控制，不仅仅系统构建十分困难，且最终控制效果也较差。而模糊控制属于仿生学中的一种类别，其主要是通过行为进行推理，往往是人们用于模糊现象过多而进行的一种复杂推理，其同时也是机械电子工程之中控制工程的另一种应用形式，具备着极大的潜力，可以针对机械电子工程之中产生的模糊信息进行有效处理，对工程运行过程中产生的温度线性问题进行妥善解决。在此种背景下，模糊控制工程顺势而生，将其在机械电子工程之中进行合理应用，可以促使工业制造过程更加清晰明了，从而有效解决生产环节之中诞生的问题。模糊控制系统的应用不需要对对象开展精准描述，仅仅利用最简单的测量程序就可以算出最优输出数值，对目标进行完美控制。与此同时，在机械电子工程之中应用模糊控制系统还可以将编程或者程序变得简单化，从而大幅降低生产难度，有效控制生产投入成本，只要工作人员牢牢控制技术偏差范围，就可以满足工业生产的严格标准。

　　5.2神经网络控制系统的应用

　　神经网络控制系统是将生物学作为技术基础构建而成的，其主要是将多个十分简单的网络神经元进行科学链接与有效分配而开展工作，从而形成一个具备高效益的网络智能型整体。在神经网络控制系统工作过程中，每一个网络神经元都负责不同的工作，只要将其进行科学链接就可以获得一个带有复杂性与技术性的神经网络控制系统。神经网络系统可以对带有大量复杂关系的数据信息进行有针对性的精细化处理，带有较强的数据信息处理的记忆功效是神经网络控制系统之中最大的特征，此系统可以开展与人类记忆系统相仿的适应性学习。神经网络控制系统在机械电子工程中的发展方向主要是区域智能化开发，将其应用于机械电子工程之中可以显著增强工程工作效率，且保证工程产品的质量、数量以及精细化程度，而如若在数控机床之中运用神经网络控制系统，还可以保证工作过程的效益性与安全性。

　　数控机床自身就是由多个电子网络构成，运用不同的连接形式可以将其最终构成一个繁琐的网络交互系统，从而对数量极大的复杂数据信息进行妥善处理，完成自我学习与辨识的功能，为数据的诞生提供安全可靠的自动化设备保障。与此同时，神经网络控制系统自身包含产品的切削、组合以及清洁等功效，可以有效降低工程生产投入成本，提高企业经济效益。

　　5.3智能控制系统的应用

　　当计算机技术与控制技术发展到某一程度之后，在机械电子工程之中智能控制系统就被正式投入应用，保证生产过程的智能化。智能控制系统可以依据人类的思维模式，开展带有拟人性的操作流程，对有关数据信息进行自动精准获取，并保证生产过程的智能化。智能化控制系统最关键的功效在于其可以模拟人脑的控制机构，促使自动控制系统可以对数据信息进行获取、整理以及分析。在机械电子工程之中应用智能控制系统，不仅可以大幅提高生产工作的效率，且与人工生产相比，智能控制系统还具备可控性与标准性，可以保证生产产品的质量。与此同时，在企业运用智能控制系统时，还可以对生产环节进行精准控制，在保证产品质量的同时，可以极大程度地降低人力、物力成本，提高经济效益。

　　5.4预测控制系统

　　在机械电子工程中应用预测控制系统，可以对最终预测成效进行准确控制，从而保证产品可以满足施工与生产的需求。例如高速液压机，随着工程行业需求的大幅提升，人们逐渐对高速液压机自身的性能提出了更为严苛的要求，需要设备大幅度提高自身运转速度并可以承担更大的负荷。在此种情况下，企业就可以应用预测控制系统之中的模拟功效，对高速液压机自身可以承受的负荷进行合理预测，同时其中的预测功效也可以将高速液压机工作过程中的误差、控制器输出功能以及超负荷的冲击力进行科学计算，严格控制设备工作过程，最大程度降低因超负荷或误差带来的工作误差，保证设备正常工作。

　　5.5柔性机械臂轨迹跟踪控制系统

　　柔性机械臂轨迹跟踪控制系统是机械电子工程之中控制工程的最直观体现，同时也是其最关键的构成部分。柔性机械臂自身重量较低、材料用量少且消耗能源偏低，利用关节之间具备的柔性，可以实现很多高难度的快速动作，完美实现人机共同作业，极大程度地保证了工作人员的作业安全。柔性机械臂轨迹跟踪控制系统通常情况下有快变与慢变两种控制形式，因其为分布式参数系统，从而其需要较强的耦合性。将慢变与快变两种控制器进行科学结合，可以对柔性机械臂进行精准控制，从而保证工作的流畅性。

　　5.6集成自动控制系统

　　集成自动控制系统自身发展时间较长，如今的控制系统是在原有自动控制系统上不断经过优化与完善得来的。在机械电子工程之中其往往作用于机械生产加工中，从而完美实现高效率与高标准的自动机械加工流程，形成一条自动化加工流水线。随着科学技术的快速发展，如今很多工程企业之中都保留了集成自动控制系统，有效控制程序的输出与输入，保证机械生产制造过程的高效率与高质量。

　　5.7鲁棒性控制系统

　　鲁棒性控制系统被人们定义为在外界环境的不断影响下，其某一性能始终保持不变，正是因为此种特殊性能，导致机械电子工程之中鲁棒性系统具有极为广泛的运用。尤其是在柔性臂系统之中，鲁棒性系统可以对系统控制器中的结构进行调节，模拟操作过程的轨迹，并对补偿控制进行计算，从而保证控制系统可以对已经设定的程序与运行轨迹进行精准、严格控制。

　　6机械电子工程中控制工程未来的发展

　　随着科学技术的快速发展，如今控制工程行业正在逐渐进步，且已经在各个工业生产领域之中被广泛应用，在机械电子工程之中应用控制工程，不仅可以保证工作进程的稳定性，还可以有效提升工作效率。

　　在未来的发展过程中，控制工程会变得愈发科技化与创新化，并且会更广泛地应用于机械电子工程，保证自身性能逐渐向实用化方向发展。与此同时，控制工程还应向着更环保节能的方向发展，保证工业产业与生态环境和谐发展。

　　7结语

　　为了顺应科技的快速发展，在机械电子工程之中应用控制工程是社会发展的最终趋势，其不仅可以显著增强社会生产力，还可以保证产品质量，降低成本投入，保证企业健康持续发展。如今，机械电子工程正向着智能化、自动化以及绿色化的方向快速发展，而控制工程的应用可以为其发展提供可靠的技术支持，奠定良好基础。