摘要:随着科学技术的发展,机械制造业已经转变了传统的生产制造与管理方式,逐渐实现了智能化与自动化,在此过程中,控制技术在推动电子工程发展的同时,其自身也取得了较大的进步。电子工程应用控制工程之后,在提高设备的精度与准确、工作效率与质量和规模性的机械制造等方面都有了很大的提升。本文探讨了控制工程在电子工程中的应用价值,旨在引起机械制造领域的重视,促进机械电子工程的进一步发展。
关键词:专家控制;预测控制;鲁棒控制;模糊控制;神经网络控制
控制工程研究的主要对象是多输入、多输出、变数、非线性等设计问题,当前,控制工程的应用领域非常广泛,电子工程是其应用的主要领域之一,在电子工程中控制工程的应用反映为各种先进的控制系统确保电子工程的各项数据信息的准确性、真实性、及时性,以减少工程的误差,满足工程的要求,从而确保电子工程顺利完成。
一、控制工程概述
1 控制系统在机械工程中的应用现状
我国的科技和经济在近些年有着很大的发展变化,但还是不能与其他发达国家同日而语。刚性自动化和单自动化阶段是我国控制系统目前所处的阶段。而有些发达国家的自动化技术发展成熟,已经成功将自动化应用于机械工程中。总而言之,我国的控制系统在机械电子工程中的应用方面还应该不断的创新发展,这样才能被应用的更广泛,为生活带来更大的便利。
控制工程与工程类的行业工程技术密切相关,其理论和处理方法涉及到许多方面,不仅包括线性控制、单变量控制、连续控制、定常控制和一般的反馈控制,还包括与之对应的非线性控制、多变量控制、采样控制、随机控制和自适应控制。通常,控制工程使用的技术方法有两种,即频域法和状态空间法,频域法指的是以系统外部输入输出关系的频率域描述传递函数为基础对控制系统进行分析和设计,状态空间法指的是以状态变量描述作为基础对控制系统进行分析和综合。当使用这两种方法的时候,需要结合工程的实际情况,综合考虑多种因素分析控制工程,以达到控制工程的预期目标。控制工程在自动控制系统中的应用尤其引人注目,控制工程规定了自动控制系统的指标,并对设计、构造、运行、分析、检验等过程提出了一定的要求,使自动控制系统在实际应用中创造的价值更高。
二、电子工程中控制工程的应用价值
2.1 专家控制
专家控制系统在电子工程中的应用价值主要是对磨削过程实现动态智能补偿控制。在螺距生产过程中,为了实现螺距生产的高质量与高效率,精密丝杠磨削必须要确保螺距生产的精度较高,而达到这一目的前提条件是工件在消磨过程中纵向和轴向运动必须同步。在普通螺纹磨床生产中,工件消磨纵向和轴向运动是否能够同步不仅受工件磨削所处的生产环境温度、热变形、磨削力的影响,还受机械传动的影响,因为纵向和轴向运动的实现途径是机械传动,由机械传动对工件精度控制带来的误差更是不容忽视。专家控制系统的主要目的是控制磨削过程的磨削量,并在磨削达到一定程度是就进行补偿,从而有效减少螺距的误差。专家控制系统将磨削加工过程中的误差特征作为参量,综合考虑多种因素,根据工程的具体情况设定一套与之匹配的控制规则,以满足工程要求。
2.2 预测控制
预测控制在电子工程中的价值是解决液压机系统超调变大、精度下降的问题。目前,随着科学技术的发展,液压机技术逐渐呈现出一种高压、高速化的发展趋势,极大地提高了液压机的工作效率与工作质量,但是随之带来的是液压机的负载惯性不断增大,直接导致系统超调变大、精度下降,给工程造成负面影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆预测控制达到控制目的有如下三个步骤:首先,要建立预测模型,其依据是系统输入的历史数据,包括采样时刻的数据与之前的数据;然后需要预测模型生成预测输出值,并进行预测计算,计算的是系统误差发生的变化率;最后得出预测计算的结果,进一步确定控制器输出,从而达到提前对液压机系统控制的目的。实践证明,预测控制可以有效解决液压机负载惯性增大带来的不良后果,不管是在外界因素影响还是在数据比较少的情况下均可使用,并可以获得较好的预测效果。
2.3 鲁棒控制
鲁棒控制的价值是实现对柔性机械臂进行控制,使其能够更加准确地跟踪目标轨迹。鲁棒性指的是控制系统即使在多种因素干扰的情况下,其部分性能或指标仍可以保持不变,这一特性成为控制系统能否用于工业现场的重要参考标准。柔性机械臂是强耦合、非线性的多输入输出的分布参数系统,具有大幅度整体运动与小幅度性振动相互融合的特征,因此,再加上其他因素的影响,柔性机械臂的控制难度较大。基于假设模态法和奇异摄动理论将整个系统拆分为慢变以及快变子系统,鲁棒控制用于快变子系统当中,设计系统控制器,从而消除振动和其他不确定因素带来的影响。
2.4 模糊控制
模糊控制可以建立精确的数学模型,使输出值更加准确,其控制效果十分明显。由于许多机械的加工过程比较复杂,使用一般的控制方法很难满足机械加工的要求,而使用自动控制的方法依然未能达到控制的最佳效果。模糊控制可以将机械加工的一些复杂问题简化,灵活使用构造算法,让控制编程更加简单。利用模糊控制方法只需要将测量值、设定的偏差和偏差变化率直接输入,就可以得到较为准确的控制输出值。
2.5 神经网络控制
神经网络控制的基本组成要素是神经元,是控制领域基于仿生学思想探索出来的一种新的物理系统的描述方式 ,将比较复杂的系统用相对简单的方式描述出来,便于人们理解。神经网络的处理范围较广且工作量大,除此之外,神经网络的智能化功能也不可小觑,这种功能具有类似于人脑的自适应与自学习能力,因此在电子工程中被广泛应用于控制工程的内容之中。比如,神经网络控制在数控机床设备中的应用,为了有效避免因切削过程的不可预估性给机械加工带来的损失,提高风险识别能力与处理能力,使用神经网络控制为数控机床选择较为合适的切削参数是当前比较好的切削参数控制方法。
3 控制系统的发展前景
未来的科技技术会比现在更加发达,而每一个国家和地区的经济水平都在不断发生着变化,我们国家的发展和经济水平也都在不断的提高。这些都离不开机械工程,而控制系统是机械工程的重要组成部分,只有控制工程不断的更新发展,机械工程才能够不断的创新,变得越来越科技化,才能呢个拓展到更多的领域。在控制系统在网络信息技术不断发展的背景下,在机械工程的应用中将实现先进的网络化发展,并通过网络的传播,迅速渗入到各个行业中。当今社会经济的发展更注重的可持续性,无论多啊么先进的控制系统,在生产生活中都应该更注重环保和节约。在生产自动化控制装置时,应该以环保为首要考虑,节约能源,这样才能够可持续发展。
4 结束语
综上所述,控制工程在实际上是一种工程技术,在其应用的时候将工程控制理论作为基础,并结合计算机的一些知识来解决自动控制中的各种问题,因其综合了工程领域与计算机领域两个方面的相关知识,在实际的电子工程中具有相关大的应用优势。
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论文作者:邓凤梅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签:工程论文; 控制工程论文; 控制系统论文; 磨削论文; 神经网络论文; 电子论文; 液压机论文; 《基层建设》2018年第27期论文;