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机械电子工程中的控制工程应用
摘要:随着计算机控制工程技术的不断发展,机械电子工程逐步走向智能化。控制工程在机械电子工程中发挥着越来越重要作用,所以控制工程在机械电子工程中的应用研究成为人们日益关注新课题。控制工程技术与计算机机械电子工程技术的有机结合,能促进机械工程行业发展。
关键词:机械电子工程;控制工程;应用
随着科技进步,我国机械电子工程不断发展,并逐步应用于工业生产各领域,有效促进了经济发展。控制工程是技术发展中一个重要产物,其出现提高了工业设备自动化水平,将控制工程应用于机械电子工程,有利于推动机电一体化进步,而且提高了机械电子工程可操作性及可控制性,促进了机械电子工程工作效率的提高。
一、控制工程和机械电子工程概述
1、机械电子工程。其本身是传统机械工业现代的发展,和传统机械工业间差别大。机械电子工程本身包含可机械专业及电子信息二者的特点,并不是独立且较简单的一个工程学科,而是将多个领域和学科融合在一起,本身具有自己核心模块的一种工程形式,在这一基础上才能做好工程设计。另外,机械电子工程系统实际运行时,应用材料少,并且不会出现整体体积较大情况,可让系统运行更简单。但在设计机械电子工程系统时,要重视电子技术和机械技术间的融合,从而确保系统本身可行性较强。
2、控制工程。控制工程本质上是一种综合性工程技术,在自动控制系统工程实践问题处理中发挥着重要作用。实践过程中了解控制工程相关内容时,需充分考虑工程控制论,并了解计算机及其它相关理论,促使控制工程能得到充分利用。当前,控制工程中融合了多种技术,如计算机技术、自动控制技术等。因此,为促进机械电子工程发展,充分发挥出控制工程实际作用,需落实好控制工程在机械电子工程中的应用研究,实现二者的协同发展。
二、控制工程在机械电子工程中的应用
1、智能控制技术。在智能化技术不断发展的今天,计算机技术与智能化控制有着紧密联系,从而成为智能化技术核心系统,并在智能系统中作为计算机与人工智能结合的高效产品。在机械电子工程有效实施中,对智能化模拟与控制技术是通过智能化对人工操作及思维方式进行模拟而实现。在智能通讯系统中对其应用,可通过人工机器人操作,能在智能操控系统中模拟人的举止。进行操控过程需对信息进行收集,并通过信息处理数据,采取人类大脑所有模式将其模拟进行操控。信息发展时代由于各行各业发展,信息智能化使用频繁成为未来发展趋势,而智能系统的诞生更是在各领域得到有效运用,通过不同的生产方式能大幅提升生产效率,减轻操作人员强度,也将各种违规操作问题降到最低,通过智能控制系统对各环节的有效把控,能节省成本。
2、鲁棒控制技术。鲁棒性作为控制系统的重要组成部分,其作用是保持控制系统、机械生产的稳定性,即便是嘈杂混乱的生产环境,也能保障产品质量。正是由于鲁棒控制系统的这一特征,拓展了控制系统应用领域,也提升了控制系统价值。例如,在鲁棒控制系统作用下,控制系统可应用到柔性手臂轨迹生产中,通常滑膜一般会采用滑膜变化的结构控制方法,再结合控制器鲁棒性特征,有效调控控制器系统结构,模拟真实的操作轨迹,并补偿控制计算,最终实现目标轨迹的精准控制。通过此方式,能提高产品制造精准度,制造出高品质柔性手臂轨迹,全面保障产品质量。
3、模糊控制技术。在机械工程中涉及到众多加工步骤,使机械工程需繁琐操作,增加了操作不便性,仅采用传统控制方法,构建机械工程模型,往往难度大,并且也使工程人员劳动强度大幅增加。因此,要想简化机械工程控制流程,仅依靠传统控制方法,利用模型控制远远不够,而且控制效果不够理想。所以对于这类控制问题,可通过模糊控制技术解决,模糊控制技术可简化原本较复杂问题。而以往的控制方法,往往需根据机械工程实际运行情况,采集各种运行数据,并以这些数据为基础构建精确的模型,这无疑会给工程人员带来很大挑战,并且构建的模型往往不够精确。相比于以往控制方法,模糊控制技术无需从数据方面对机械工程进行精确分析,工程人员在应用模糊控制技术时,只需保证输入量的偏差能处于工程允许范围内即可。模糊控制技术正是凭借其独特控制优势,使其在机械电子工程中得到了广泛应用。
4、神经网络控制技术。神经网络控制像大脑一样,有众多神经元连接而成,大脑通过支配这些神经元完成对身体的控制,神经元在结构与功能上表现较简单,但整个网络系统较复杂,神经系统优点在于能大规模处理信息,并且神经系统还模仿人类大脑,在信息化及智能化方向下自动控制领域有着很大发展前景,相信不久以后,这种神经系统将会更加完善,更加符合人类需求,数控机床主要问题是适应能力不强,缺少良好识别及处理能力,对此,需用控制工程中的神经网络系统,以此增加效率。
5、预测控制技术。对于机械电子工程,应用预测控制技术能良好预测设备运行情况,并依据预测结果控制设备,以满足生产需要。比如:高速液压机应用时,为达到生产要求需增加其转速及压力,加大设备负载冲击,使设备可能在运行中产生系统超调故障,对其运行精度及安全造成严重不利影响。将预测控制技术应用到其中,能基于高速液压机系统实际运行情况,建立科学预测模型,有效控制运行速度与其压力。通过预测其输出值,能精确预测其运行误差,有效控制其运行制,消除运行速度与压力误差,提升其运行精度及安全性。
6、集成自动控制系统。当前,在机械电子工程中最用控制系统是集成自动控制系统,它立足于原有信息技术,并对其优化调整,有效提升机械电子工程系统的完善程度。通过在机械电子工程中,尤其是机械生产加工中使用集成自动控制,能有效整合以往信息技术及同机械生产相关各种信息,加强机械电子工程中的集中工程。其通过与信息技术的高度融合,并配合相应机械电子生产技术,以自动化、高效化和标准化方式快速、精准完成机械加工。在科技水平提升情况下,已出现能全部保留机械电子工程中自动化成分的柔性自动控制系统。该系统能实现自动化和智能化生产控制,能将信息技术、计算机技术、现代机械电子技术等有机整合。将柔性自动控制系统运用于数控机床,能将设定好的标准生产、控制程序输入至控制设备中,从而更科学、高效完成机械生产制造。
三、控制工程在机械电子工程中应用的发展前景
我国控制工程技术伴随着科技发展不断被推广到各领域,成为人们工作中重要组成部分,并发挥出良好作用。在人们生活中各环节应用效果显著,也在机械电子工程领域发挥着重要推动性作用。机械电子工程中控制工程的应用,除人们最关心安全及性能问题外,也能利用这种技术提高传统运行方式的工作效率,减少因人力导致的运行问题,从根本上提升机械电子工程发展进度。从我国目前机械电子工程中控制工程应用具体形势,相信这种技术在未来发展中会获得更多机遇,为机械电子工程行业带来更多发展。同时也将会进一步向创新和科技方向发展,为科技水平的提升带来推动作用,从而带动国家在经济水平上的上升。此外,除人们对质量和效率追求外,也秉承着环保理念,电子科技和环保工作共同发展,才是我国未来经济发展要求。因此,控制工程在机械电子工程中的应用具有良好发展前景。
总之,控制工程在机械电子工程中的应用,能提升机械电子工程智能化、自动化水平。如今计算机控制系统发展迅速,应将控制工程与机械电子工程充分结合,以促进机械电子工程稳定高效发展,进一步提高机械电子工程效率,从而提升其经济效益。
参考文献:
[1]刘宇.控制工程在机械电子工程中的应用研究[J].南方农机,2019,50(14):262.
[2]邓杰.控制工程在机械电子工程中的应用研究[J].科技风,2017(06):132.
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