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自考机械电子工程毕业论文:机械电子工程中控制工程论文

来源:自考生网 时间:2024-06-04 09:00:18 编辑:紫薇
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以下是考生学习网为考生整理提供的“自考机械电子工程毕业论文:机械电子工程中控制工程论文”,仅供参考。更多自考机械电子工程毕业论文可查看本站自考机械电子工程毕业论文栏目。

自考机械电子工程毕业论文:机械电子工程中控制工程论文

机械电子工程中控制工程论文

摘要:为了避免这种情形下的刀具破损、机床自激振动异常情况

发生,通常要选用较为保守的切削参数,这就限制了数控机床加工能

力的发挥和工作效率的提升。

关键词:机械电子;控制

1控制工程与机械工程简述

1.1控制工程

控制工程是以工程控制论为理论基础,综合信息和计算机理论的

相关概念,用以处理自动控制中的各种工程问题的工程技术。控制工

程在各种工程学科中都有广泛的应用。目前现代控制理论以状态空间

方程为基础,以多输入、多输出、变参数、非线性等设计问题为主要

研究对象,并在机械工业领域的智能机器人、轧机系统、先进加工控

制系统得到愈来愈广泛的应用。

1.2机械电子工程

机械电子工程与传统的机械工业相比有着鲜明的特点。首先从设

计角度来看,机械电子工程并不能称之为独立的工程学科,而是一个

综合思想的实践,是把其核心部分与其它领域的技术有机地结合在一

起,采用模块化策略,完成设计。就系统本身而言,其具有运动部件

少、结构简单的特征,减小了系统的体积、提高了性能,但是系统的

复杂性大为增加。这就要求机械与电子技术必须有效结合,以构成一

个最优的产品或系统。

2控制理论在机电系统中的应用

2.1专家控制在机械磨削精度控制中的应用

控制工程在机械电子工程中的应用文/朱颖随着科学技术的迅速发

展,机械制造业已经由自动化逐步向信息化和智能化方向发展,而控

制理论是机电一体化设计中的重要部分,控制系统的精准程度直接关

系到机电设备性能的发挥。本文以对控制理论为逻辑起点,对控制理

论在机械电子工程中的应用进行了探讨,结论对于相关理论的进步具

有重要的价值。摘要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。

2.2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。

2.3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

模变结构控制方法设计慢变控制器,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。

2.4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。

2.5神经网络控制在数控机床中的应用

神经网络是仿生学思想在控制领域应用的最新成果,其是由众多

简单的神经元连接成。其中的每个神经元在结构和功能上都相对简单,

但整个网络结构可以组成高度非线性动力学系统,从而用于复杂物理

系统的表述。神经网络的主要优势是可以进行大规模并行处理,同时

还初步具有类似人脑的自适应、自组织、自学习能力,因此在智能化

方向下的自动控制领域具有广泛的前景应用。数控机床是现代机械工

业必不可少的高效自动化设备。目前数控机床控制中的主要问题是自

适应能力低下,主要表现在切削过程的不可预知和不可确定性的情况

下缺乏良好的识别和处理能力。为了避免这种情形下的刀具破损、机

床自激振动异常情况发生,通常要选用较为保守的切削参数,这就限

制了数控机床加工能力的发挥和工作效率的提升。

参考文献

1、基于弱磁控制的工程机械自适应电子差速控制卞永明;蒋佳;杨

礼斌;中国机械工程2014-07-21 09:453

2、对机械电子工程的探究杜景明;科技创新与应用2014-03-083

3、浅谈机械电子工程与人工智能的关系余秋兰;山东工业技术

2015-09-153

4、机械电子工程与人工智能的关系探究熊彦明;无线互联科技

2014-07-152 11机械电子工程设计中的技术要点探讨文东云;电子技

术与软件工程2015-03-23 19:202

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