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控制工程在机械电子工程中的应用研究

郭尚阳 李欢
  
大鑫媒体号
2024年43期
成都天府国际机场分公司 四川省成都市 641419

摘要:科学技术的发展,我国的控制工程有了很大进展,并在机械电子工程中得到了广泛的应用。智能控制技术在机械电子工程中的合理应用,能够进一步提高目前机械电子生产的自动化水平及自动控制的精准度,符合现代社会的工业发展要求。据此,本文首先机械工程自动控制的背景,其次探讨智能控制工程在机械电子工程中的实践应用,为推动我国机械电子工程领域的长远发展提供启示和借鉴。

关键词:智能控制工程;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机械工程自动控制的背景

自动控制技术在机械工程中发挥着举足轻重的作用,关系着生产效率、产品质量、安全性及自动化水平的提升。随着工业自动化和智能制造的飞速发展,这一领域的理论和实践价值日益显著,成为推动技术进步的关键力量。自动控制的理论框架基于控制理论,该理论主要研究如何设计控制系统使之能够在不确定性和外部因素的干扰下维持或达到预定的性能。核心原理包括反馈控制,它通过比较实际输出与期望输出之间的差异来调节系统输入,以减少这种差异;开环控制,直接根据输入调节输出,不依赖输出反馈;现代控制理论,涉及状态空间方法、最优控制和鲁棒控制等,用于处理更加复杂的动态系统和不确定性问题。这些理论不仅为机械系统的设计和优化提供了科学依据,还为自动控制技术的发展奠定了坚实的理论基础。机械电子工程改变了传统机械生产制造的模式,借电子信息技术,提高了电子工程的信息化水平,还能优化其产品结构,可实现电子工程的集成化管理。总而言之,智能控制工程为我国机械电子行业的发展贡献出了卓越的力量。智能控制工程的引入,促进了我国智能化电子机械工程行业的综合发展,不仅能够为机械电子工程安全生产提供足够的保障,还能够进一步提升该行业的社会效益,相较传统的机械电子控制,智能控制工程引入了先进的智能计算机控制理论及相应的自控技术,解决了传统机械电子工程中的多项难题。

2智能控制工程在机械电子工程中的实践应用

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虚拟化技术应用

虚拟化技术在机械制造领域的应用,主要表现在通过高度仿真的虚拟模型模拟实际生产过程,从而在不实际进行物理制造的情况下,对产品设计、生产流程和系统操作进行验证和优化。这种技术利用计算机仿真和三维建模技术,创建一个与真实生产环境高度相似的虚拟环境,在这个环境中,工程师可以测试和优化产品设计,分析生产流程中可能出现的问题,并据此进行调整,以提高效率和减少成本。例如,在汽车制造业中,虚拟化技术被广泛用于新车型的开发过程中,工程师可以在虚拟环境中对车辆的设计进行仿真测试,评估其性能,如气动性、安全性和耐用性。虚拟化技术的应用还拓展到了生产设施的规划和优化上,它能支持制造企业在投资重大的生产线或工厂建设前,在虚拟环境中进行全面的测试和评估。这种方式可以显著降低风险和初期成本,因为企业可以在实际建设和投入生产前预测并解决潜在的问题。以高技术装备制造为例,企业可以利用虚拟化技术对整个生产线进行模拟,包括机器人操作、物料搬运和产品装配过程,从而确保生产流程的最优化。

2.3专家控制系统的应用

专家控制系统能够有效降低传统控制中对各数学模型的依赖度。启用专家控制系统后,机械电子工程的生产不再受到各控制对象在外界客观因素变化下,产生的结构变化或参数变化的影响。专家控制系统可以在实践中模拟专家行为,在短时间内制定出最高效的处理方案及响应对策,能有效提高生产效率、生产精准度。目前,专家控制系统常用于高精度的机床生产中,能够对整个生产过程做出动态化的智能控制,结合生产线的生产实况,采取补偿控制策略,便可降低生产误差。

2.4集成自动控制系统的应用

集成自动控制系统基于计算机信息技术,通过协调多个子系统的运作,使整体系统能够高效运行并满足系统目标。在高精度工业领域,这个系统具有广泛的应用价值。(1)在工业自动化中,集成自动控制系统常常被应用于制造行业,通过应用该技术可以协调和管理生产线上的各个工作站,其中质量控制系统可以确保产品的生产过程具有高效性、精确性和可控性。这一般包括自动化装配线、材料搬运系统和机器视觉系统的协调运作,以此可以提高生产效率和产品质量。自动控制系统还可以监测和调整生产过程,以适应不同的产品类型和生产需求。(2)智能物流系统是另一个集成自动控制系统的典型应用领域,该系统主要用于协调和优化物流运输流量,以便减少运输拥堵、提高运输效率和加强运输安全。物流信号控制系统可以根据行李流量情况动态调整信号,行李跟踪系统可以监测行李位置并提供导航建议,物流管理系统可以协调行李流量以减少拥堵。这些系统通过集成自动控制技术,使物流系统更智能、高效和环保。随着技术的不断进步和创新,集成自动控制系统将继续在各种领域实现更广泛的应用,为机械电子工程行业的发展和优化提供有力支持。选择的DEMATEL-ISM算法,更能系统性、整体性、层次性地考虑各影响因素之间的相互关系及其在整个系统中的重要程度,该算法曾被研究应用于公路交通、建筑、物流等行业。

结语

综上所述,控制工程中包含着丰富的基础理论和先进的技术,将控制工程应用到机械电子工程中,可以对其实现长远发展并产生重要的推动作用。在新时代背景下,随着经济水平和科学技术的不断更新和发展,机械电子工程逐渐呈现出智能化的发展趋势,这是时代发展的必然结果,也是机械电子工程得以发展的必然要求。在此背景下,只有确保机械电子工程中能够合理运用控制工程,才能确保其得以快速发展。需要注意的是,在应用过程中,工作人员需要掌握控制工程的特点和优势,了解其注意事项,这样才能确保控制工程在机械电子工程中应用可以发挥出最大化的价值和作用,有助于促进我国机械电子工程领域的进一步发展。

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.

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