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智能控制技术在机械电子工程的应用
来源:作者:李潘迪 单位:北方自动控制技术研究所    发表时间:2021/1/31 12:41:00  浏览次数:
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摘要:在我国经济不断发展的同时,机械电子工程的信息化水平得到了提升,这与智能控制工程有直接联系。通过计算机对机械电子工程进行控制能够提高智能化程度和工作效率,本文主要研究智能控制工程在机械电子工程中的应用,并对其未来发展进行分析,以推动我国信息化水平的不断提升。

关键词:智能控制工程;机械电子工程;应用

随着我国技术的不断提升,各行各业的发展都已离不开信息技术,将智能控制工程应用在机械电子工程中,能够优化控制方式,提高控制技术,使系统更加智能和完善,因此,加强对智能控制工程的研究,能够促进机械电子工程的快速发展。

一、机械电子工程和智能控制工程的概念

(一)机械电子工程概念

机械电子工程是电子信息工程、机械工程和自动化工程的结合,机械电子工程涉及到了很多学科,包括:计算机、电子、人工智能、控制、机械等领域。传统的机械工程更多的是以人工为主,而现代机械电子工程主要面向智能化、信息化、小型化的方向发展,能够提高控制技术[1]。在信息技术不断发展的同时,机械电子工程归对统的要求也逐渐提高,以往的控制技术已不能满足实际发展需求,为了适应社会发展并迎接挑战,将新型控制技术应用在机械电子工程中是关键。

(二)智能控制工程概念

在以往的控制工程中,是将计算机的相关理论在工程中进行应用,通过计算机对工程问题进行解决的一项技术[2]。在控制工程中对建立的数据模型和参数设置进行研究,从而在工程中对系统进行使用,这是传统意义上工程控制的工作理念。随着我国科学技术的不断进步,机械电子工程的控制技术也有了改变和提升,利用智能控制工程不仅是新型控制技术,更是一种类似智能人工的控制方式,将人脑控制理念设计在系统中,对自动化控制工程进行控制。这种控制方式能够弥补传统控制技术的缺陷,很多技术性问题也能够得到解决[3]。智能控制工程能够提高自动化生产效率,得到了广泛运功用,这也标志我国新型控制技术的开始。

二、机械电子工程中智能控制工程的应用

(一)神经网络控制系统的应用

该系统主要对人体神经进行模拟,在系统中神经元大量的存在,通过对人体神经的模拟能够解决控制过程中的很多实际问题,更加体现了控制技术的智能化。交流伺服系统是机械电子工程中较为常见的系统,该系统有其特殊的属性,具有耦合、非线性、时变等其他系统不具备的特点,对于机械电子工程来讲这是传统控制技术中难以达到的效果。神经网络系统在对工程进行控制过程中能够对误差进行调节,这样一来,系统的各种性能就会得到提升。

(二)模糊控制系统的应用

该系统的控制数据模型是不精确的,在对控制规则进行表达时,是以以往的控制理论和控制经验为主,这些语言会通过计算机对系统进行控制,该系统与线性控制系统是不同的,在控制系统未知和数学模型复杂的情况下是尤其适用。例如:在设计电热炉时,会受到很多因素的影响,包括:处理零件的量、电网电压波动、体积大小等,这些因素会使数学模型的建立受到影响,传统的控制技术无法解决这一问题,而模糊控制系统能够对该系统进行控制,使其问题得到解决。

(三)专家控制系统的应用

随着我国科学技术的快速发展,机械电子工程对控制系统的要求也逐渐提高,控制系统的性能在机械电子工程中是最为重要的,以往的控制技术已不能适应机械电子工程的实际需求,数学模型是传统控制方式的主要依据,这种模型的建立是以受控对象的特征为主,通过模型对工程进行控制,一旦受控对象因一些外界的影响而造成结构和参数的改变,就会引起数学模型的改变,在以往的控制技术中,其无法跟随模型的实际情况而改变[4]。

在实际操作过程中,很多有经验的专家能够凭借自身的控制经验和相关理论对问题进行很好的解决,若这些问题只能通过人工解决,不能利用计算机就会增加对工程的控制难度。对此,设计时发明了专家控制系统,这一系统能够利用人体大脑的思维模式,并模拟人类的直觉和行为对工程进行控制,简单来说,这一系统是专家们长期以来对工作经验和控制规律的总结,将这些知识和规律通过智能的方式表现出来,就能够提升受控系统的性能。

在机械电子工程中,高精度机床是代表,其对生产零件的质量和精度要求都非常高,在加工过程职工为了减少外界因素对零件的破坏,可将专家扣工资系统应用在内,使其对加工过程进行智能、实时、动态的补偿控制,这种补偿是在一些对加工造成影响的因素上成立的,通过对控制目标的设立,利用该系统能够对加工零件的质量和精度进行控制和把握,进而满足控制需求。

(四)预测控制系统的应用

在智能控制工程中,预测控制系统的应用是非常重要的,能够对控制过程进行优化,而不只是对工程实现单纯的控制。该系统在控制过程中能够减少资金和资源的浪费,通过节约的方式实现控制,同时还能够将系统中的噪声、干扰等不利于生产的因素进行处理,使得鲁棒性得到增强。除此之外,预测系统在刹车、油门等领域中也有充分的发挥,这对智能控制工程的发展具有推动作用。

结语:

随着我国科学技术的不断发展,智能化已经广泛的应用在了各个领域。机械电子工程是科技生产的功力,对智能化要求较高,将智能控制工程应用在机械电子工程中能够优化控制效果,并提高生产零件的质量和精度。以往的控制方式已无法适应机械电子工程发展的实际需求,更是无法解决影响生产的实际问题。因此,将智能控制工程应用在机械电子工程中是该行业的发展趋势,通过神经网络控制系统、专家控制系统、预测控制系统和模糊控制系统能够对控制进行优化,从而推动电子工程行业更好的发展。

参考文献:

[1]任旭虎,李德文,秦炳坤,苏建楠,孙晓.新型自平衡游梁式抽油机智能控制系统设计与开发[J].石油矿场机械,2017,46(06):21-26.

[2]季天也.你不知道的红绿灯那些事——访北方工业大学电气与控制工程学院副院长王力副教授[J].环境与生活,2015(06):22-29.

[3]张锦江,范松涛,张志方,蔡彪,董文强.天宫一号基于控制力矩陀螺的智能多模自适应姿态控制系统设计与验证[J].中国科学:技术科学,2014,44(02):131-141.

[4]朱竹军.300MW循环流化床机组SNCR脱硝系统智能控制策略研究[D].山西大学,2017.

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