【摘 要】机电控制技术是机电一体化的核心技术，机电控制技术水品高低标志着机电一体化领域的发展水平。目前，在机电一体化的应用领域，技术人员通常会通过机电控制 来达到机电一体化系统安全稳定运行要求。为了能够确保机电一体化在社会各个领域应用过程中功能性的稳定发挥，为社会创造更多的财富，推动社会经济的发展， 需要对机电控制技术进行深层次的分析和研究。本文就机电控制技术现状及机电控制技术的基本要求进行了较为详尽的分析和阐述，并对机电控制技术未来发展方向 进行了展望。
【关键词】机电控制技术；现状；发展趋势
机电控制技术是工业生产中实现机电一体化的基础条件，同时也是提高工业生产水平及效率的关键。下面首先对机电控制技术现状及其发展情况进行分析，然后指出其今后发展方向，为工作人员更好掌握该技术提供指导。
一、机电控制技术概况
1.机电控制技术的概念
控制，即为了达到某种目的，对某一对象施加所需要的操作。所谓无人控制，是指在没有人参与下，利用外加的设备或装置使得机器、设备在生产过程中的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制系统的一个突出特点即自动控制过程就是信息传递和变换的过程。机电控制技术就是运用机械电子的相关知识，把机械和电子结合为一体的综合技术。通过对机电系统的有效控制，保证整个工程良好运行。
2.机电控制系统的基本要求
控制系统的性能可以用动态过程的特性来衡量。尽管机电控制系统有不同的类型，而且对每一个系统也都有各自不同的特殊要求，但对于各类系统来说，在已知的结构和参数时，对每一类系统中被控量全过程提出的基本要求都一样，一般从稳定性、快速性和准确性三个方面来评价电机控制系统的总体精度。稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差不会随着时间的增长而发散，而不稳定的控制系统是无法实现预定的控制任务。为了更好的完成控制任务，系统仅仅满足稳定性要求是不够的，还必须对其过度过程的形势和快慢提出要求。过度过程时间越短，说明系统快速性越好，反之，则说明控制系统反应迟钝。而准确性则是指在动态过程结束之后，其被控量对给定值的偏差，这一个偏差称稳态误差，他是衡量系统稳态精度的指标，反应动态过程后期的性能。一般控制系统要求被控量域其期望值的偏差较小。同一电机控制系统中，稳定性、快速性、准确性常常相互矛盾，相互制约。不能片面的要求某一方面的性能，应该根据被控制对象具体情况的不同，对稳准快的要求有所侧重，并进行综合考虑。
二、机电控制技术现状及其发展
第二次世界大战之前，控制理论及应用在美国和西欧的发展与它在苏联和东欧采取了不同的途径。在美国，多位科学家在贝尔实验室对电话系统和电子反馈放大器所做的研究工作，采用频域方法进行研究。而在苏联，一些著名的数学家和应用力学家发展和主导着控制理论，因而控制他们倾向与用微积分方程描述系统的时域方法。第二次世界大战期间，自动控制理论及应用得到了巨大的发展。战争使用反馈控制的方法设计和制造飞机自动驾驶仪器、火炮定位系统、雷达天线控制系统以及其他军用系统。这些军用系统的复杂性和对高性能的追求，要求拓展已有的控制技术。这导致人们更加关注控制系统，其中产生了更多的方法和见解。在40年代以前，控制技术在很多场合都是项技术活，用的是试凑法。在20世纪40年代，数学和分析的方法有了很大的发展，控制工程也因此成为了一门工程科学。
随着Laplace变换和频域复平面的广泛应用，频域法在二次世界大战后仍在控制领域占据主导地位。50年代，发展和应用S平面方法成为了控制工程理论的重点，特别是W.R.Evans提出了一种求特征根的根轨迹法，根轨迹法具有直观的特点，利用系统的根轨迹可以分析结构和参数已知的闭环系统的稳定性和瞬态响应特性，还可分析参数变化对系统性能的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆到了80年代，数字计算机控制部件已属于平常，这些新部件为控制工程师提供了前所未有的运算速度和精度。
随着人造卫星和空间时代的到来，控制工程又有了新的动力。为导弹和空间探测器设计复杂、高精度的控制系统成为了现实需要。为了减轻空间飞行器的重量又要对它们实施精密控制，现在控制变得尤为重要。正式基于上述需求，新一代科学家提出了时域方法得到了极大的关注。由苏联和美国学者提出的最优控制理论已经近期人们对鲁棒系统的研究，都为时域方法增色不少。
三、机电控制系统发展方向
1. PID控制需加强
PID控制器（比例-积分-微分控制器）是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。其作用分别对控制并且修正被控制量中的当前值、过去值以及将来值。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator），其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。PID在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时，工作得不是太好。另外，该控制结构的鲁棒性也比较差，因此需要对PID控制系统进行进一步改善，并对其加强控制。
2. 改善自适应控制管理
对于自适应管理理论而言，其主要包括即自校正控制与模型参考自适应控制两个方面内容。常规的反馈控制系统对于系统内部特性的变化和外部扰动的影响都具有一定的抑制能力，但是由于控制器参数是固定的，所以当系统内部特性变化或者外部扰动的变化幅度很大时，系统的性能常常会大幅度下降，甚至是不稳定。同时,自适应控制比常规反馈控制要复杂的多，成本也高的多，因此只是在用常规反馈达不到所期望的性能时，才会考虑采用。
此外，与PID系统相比较相对比较复杂，操控也比较困难，整套系统运行成本较高。在对自适应控制系统改善方面，对算法简单且鲁棒性较强的自适应定律进行研究已经成为其发展方向。
3. 模糊控制系统发展方向
模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种控制方法，它是从行为上模仿人的模糊推理和决策过程的智能控制方法。 相对于自适应控制，模糊控制更复杂，对于具体操作的实现也更容易。基于模型的的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标不同，容易导致较大差异，但一个系统的语言具有相对的独立性，利用这些控制规律间的模糊连接，容易找到折中的选择，采用模糊控制设计的动态响应品质由于常规的PID控制，并且过程参数的变化具备较强的适应性。系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱。对于具有一定操作经验的而非控制专业的工作者，模糊控制法易于掌握，系统机关和策略易于接收和理解，设计简单，便于应用。当然，模糊控制系统有其缺点，由于该系统信息简单，导致系统的控制精度降低，动态品质变差，其设计还缺乏系统，对复杂系统的控制难以控制。同时，对于模糊控制系统而言，其稳定性以及鲁棒性需进一步提高，这些均会成为模糊系统今后发展方向。
四、结语
通过机电控制技术的应用，可以使机械操作更加方便，也能够使生产效率得到更有效提高，这对于当前社会快速发展有着十分重要的作用。当前机电控制技术在实际应用中已经取得较好成绩，但仍需加强技术创新，进一步实现产业化，助推社会经济进一步发展，解决国民经济发展面临的深层问题，进一步提高国民经济整体素质和综合国力，实现跨越式发展。
参考文献：
[1]马洪喜.试论我国机电一体化技术的发展现状和趋势[J].科技资讯，2012（02）.
[2]李秀霞.浅议机电控制技术的现状及其发展趋势[J].机电信息，2012（33）.
论文作者:江友彬
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/8
标签：机电论文; 控制系统论文; 系统论文; 技术论文; 模糊论文; 方法论文; 参数论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;