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[摘 要]本文通过自控系统在机械工程中的应用现状和自控系统在机械工程中的应用现状以及自动控制系统的发展前景进行简要分析。
[关键词]控制工程；机械电子；工程；应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0355-01
1 导言
与机械工程的悠久历史相比，电子技术是上世纪发展起来的新兴学科。但是机械工程与电子技术的结合深刻改变了机械生产的面貌。随着计算机人工智能技术的发展，形成了真正的机械电子工程，并逐步向智能化的方向发展，在这一过程中控制技术起到了不可忽视的重要作用。因此对控制工程在机械电子工程中的应用进行研究，能够促进这两者的完美结合，进一步促进机械电子工业的发展。
2 自控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自动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，我国的自动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。
3 控制理论在机电系统中的应用
3.1 专家控制在机械磨削精度控制中的应用
精密丝杠磨削可以达到高精度的螺距生产要求，其前提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，这种同步主要是靠机械传动来实现，因此其控制的误差较大，此外在磨削过程中的环境温度、工件热变形、磨削力也会对磨消精度产生一定的影响。专家精度控制系统的基本思路是对磨削过程实现动态智能补偿控制。其主要原理是磨削加工过程中，对各种误差的特征进行综合考虑，并以此为基础设定一条适配性的控制规则，以达到通过最补偿控制量使螺距误差不断减小。
3.2 预测控制在高速液压机中的应用
高压、高速化是目前液压机的技术的重要发展趋势。但是随着速度和压力的不断提高负载惯性也随之不断增大，其直接后果就是系统超调变大、精度下降。采用预测控制是解决液压机高速、高压化造成的负面影响的有效手段。这一控制的基本原理是根据采样时刻及在此之前的系统输出的历史数据，建立系统输出的预测模型，然后再根据以预测模型为基础得到的预测输出值对系统误差变化率进行预测计算，并由计算结果来进一步确定控制器输出，以达到提前控制模式的实现。这种方法在数据较少和各种外界因素影响的情况下，仍可以获得较高预测精度，因此特别适合液压机为代表的电液伺服系统的快速预测控制，并获得良好的预测效果。
3.3 鲁棒控制在柔性臂轨迹跟踪中的应用
鲁棒性是指控制系统某方面的性能或指标在干扰因素影响下保持不变的程度。因此控制系统的鲁棒性是其能否应用于工业现场的重要指标。多变量系统鲁棒控制产生近四十年来，取得了丰富的成果，并为其在工业控制领域的应用奠定了基础。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。此类系统的重要特点是大幅整体运动与小幅弹性振动的耦合。这种耦合动力学行为相当复杂，其不仅具有逆运动方面的不确定性，同时还会遭遇多种不确定因素，因此针对柔性机械臂的控制较为困难。解决办法可以采用基于假设模态法和奇异摄动理论，将整个系统从理论上拆解为慢变以及快变子系统。用滑模变结构控制方法設计慢变控制器，利用H∞控制理论设计鲁棒控制器用于快变系统控制器设计，以克服非结构不确定性和振动的影响。此外，基于轨迹跟踪准静态补偿控制思想进行补偿控制算法，保证滑模变结构控制和H∞控制的组合控制，使系统能够精确跟踪目标轨迹。
3.4 模糊控制在机械加工过程中的应用
许多机械加工过程十分复杂，用常规的控制方法建立精确的数学模型困难较大，自动控制的效果也不理想。模糊控制具有将复杂问题直观话、构造算法灵活化以及控制编程简单化的特征，因此在这些机械工程控制中也得到了广泛的应用。模糊控制并不用对控制对象进行精准的数学描述，只需要直接的输入测量值与设定的偏差及其偏差变化率等条件，即可以得到最优控制输出值，目前利用模糊控制在805单片机上的模糊控制系统的仿真实验结果显示了控制效果十分明显。
4 自动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，而自动控制系统是机械工程的重要组成部分，只有自动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。在自动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，无论多啊么先进的自动控制系统，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。
5 结论
目前机电技术的发展方向是电子化和智能化，这也是科技和时代进步的必然要求。在电子信息迅速发展的时代，机电人员只有将先进的现代控制理论应用于机电系统设计，使其稳定性、准确性和快速性不断提高，才能促进了工业生产向机械自动化和智能化的方向不断前进。
参考文献
[1] 韩斌.机械电子工程与人工智能的关系分析[J].数字技术与应用，2013（06）：254.
[2] 常淑英.机械电子工程与人工智能[J].黑龙江科技信息，2014（14）：126.
[3] 王建峰.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用，2014（26）：135.
[关键词]控制工程；机械电子；工程；应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0355-01
1 导言
与机械工程的悠久历史相比，电子技术是上世纪发展起来的新兴学科。但是机械工程与电子技术的结合深刻改变了机械生产的面貌。随着计算机人工智能技术的发展，形成了真正的机械电子工程，并逐步向智能化的方向发展，在这一过程中控制技术起到了不可忽视的重要作用。因此对控制工程在机械电子工程中的应用进行研究，能够促进这两者的完美结合，进一步促进机械电子工业的发展。
2 自控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自动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，我国的自动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。
3 控制理论在机电系统中的应用
3.1 专家控制在机械磨削精度控制中的应用
精密丝杠磨削可以达到高精度的螺距生产要求，其前提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，这种同步主要是靠机械传动来实现，因此其控制的误差较大，此外在磨削过程中的环境温度、工件热变形、磨削力也会对磨消精度产生一定的影响。专家精度控制系统的基本思路是对磨削过程实现动态智能补偿控制。其主要原理是磨削加工过程中，对各种误差的特征进行综合考虑，并以此为基础设定一条适配性的控制规则，以达到通过最补偿控制量使螺距误差不断减小。
3.2 预测控制在高速液压机中的应用
高压、高速化是目前液压机的技术的重要发展趋势。但是随着速度和压力的不断提高负载惯性也随之不断增大，其直接后果就是系统超调变大、精度下降。采用预测控制是解决液压机高速、高压化造成的负面影响的有效手段。这一控制的基本原理是根据采样时刻及在此之前的系统输出的历史数据，建立系统输出的预测模型，然后再根据以预测模型为基础得到的预测输出值对系统误差变化率进行预测计算，并由计算结果来进一步确定控制器输出，以达到提前控制模式的实现。这种方法在数据较少和各种外界因素影响的情况下，仍可以获得较高预测精度，因此特别适合液压机为代表的电液伺服系统的快速预测控制，并获得良好的预测效果。
3.3 鲁棒控制在柔性臂轨迹跟踪中的应用
鲁棒性是指控制系统某方面的性能或指标在干扰因素影响下保持不变的程度。因此控制系统的鲁棒性是其能否应用于工业现场的重要指标。多变量系统鲁棒控制产生近四十年来，取得了丰富的成果，并为其在工业控制领域的应用奠定了基础。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。此类系统的重要特点是大幅整体运动与小幅弹性振动的耦合。这种耦合动力学行为相当复杂，其不仅具有逆运动方面的不确定性，同时还会遭遇多种不确定因素，因此针对柔性机械臂的控制较为困难。解决办法可以采用基于假设模态法和奇异摄动理论，将整个系统从理论上拆解为慢变以及快变子系统。用滑模变结构控制方法設计慢变控制器，利用H∞控制理论设计鲁棒控制器用于快变系统控制器设计，以克服非结构不确定性和振动的影响。此外，基于轨迹跟踪准静态补偿控制思想进行补偿控制算法，保证滑模变结构控制和H∞控制的组合控制，使系统能够精确跟踪目标轨迹。
3.4 模糊控制在机械加工过程中的应用
许多机械加工过程十分复杂，用常规的控制方法建立精确的数学模型困难较大，自动控制的效果也不理想。模糊控制具有将复杂问题直观话、构造算法灵活化以及控制编程简单化的特征，因此在这些机械工程控制中也得到了广泛的应用。模糊控制并不用对控制对象进行精准的数学描述，只需要直接的输入测量值与设定的偏差及其偏差变化率等条件，即可以得到最优控制输出值，目前利用模糊控制在805单片机上的模糊控制系统的仿真实验结果显示了控制效果十分明显。
4 自动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，而自动控制系统是机械工程的重要组成部分，只有自动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。在自动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，无论多啊么先进的自动控制系统，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。
5 结论
目前机电技术的发展方向是电子化和智能化，这也是科技和时代进步的必然要求。在电子信息迅速发展的时代，机电人员只有将先进的现代控制理论应用于机电系统设计，使其稳定性、准确性和快速性不断提高，才能促进了工业生产向机械自动化和智能化的方向不断前进。
参考文献
[1] 韩斌.机械电子工程与人工智能的关系分析[J].数字技术与应用，2013（06）：254.
[2] 常淑英.机械电子工程与人工智能[J].黑龙江科技信息，2014（14）：126.
[3] 王建峰.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用，2014（26）：135.