试论控制工程在电子工程中的应用价值

试论控制工程在电子工程中的应用价值
摘要：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。

本文主要探究了控制工程在电子工程中的应用价值以及
发展前景。

关键词：控制工程；电子工程；应用价值
引言：改革开放之后，经济快速发展，科技快速发展，综合国力显著提升，
为迎合时代的发展，满足社会经济体制变迁需求，企业需要进行技术改革，研究
新技术，分析新理论，提高技术水平与能力。

调查研究显示，控制工程为电子工
程的发展创造了条件，同时，电子工程的快速发展也为控制工程的发展奠定了基础。

因此，研究控制工程在电子工程中的应用意义非凡。

一、控制工程的概述
控制工程是一项处理自动控制系统中各项问题的综合技术，控制工程是机械
工程与电气工程的基础上不断发展而产生的。

控制工程以工程控制作为发展的基础，在很多工程类的学科中都有广泛的运用。

控制工程学科涉及到电子信息技术、计算机技术与自动控制技术等多学科交叉。

在电子信息技术、计算机技术与自动
控制技术等学科的快速推动下，控制工程得以快速的发展，在实际的运用中有着
很大的现实意义。

控制工程分为古典控制理论和现代控制理论。

古典控制理论主
要是以数学中的传递函数作为理论基础，通过传递函数将计算机与电子技术有机
的结合，这使得控制工程的功能越来越强大。

现代控制理论是以古典控制理论作
为发展的基础，通过研究多个输入与输出、非线性关系以及参数改变的问题。

在
机械工业得以快速发展的基础上，当前已经研发出了很多新型的控制系统，使得
控制系统得以进一步快速的发展。

二、控制工程在电子工程中的应用价值
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、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。

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。

3、鲁棒控制
如今，鲁棒性的含义是指控制系统在某方面的性能或指标干扰因素影响下，
其保持不变的程度，而控制系统的鲁棒性是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，取得丰富的成果，并为其在工业控制领域的应用
奠定基础。

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，还会遭遇多种不确定因素，因此针对柔性机械臂的控制较困难。

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，利用鲁棒控制器控制快变系统，以克服非结构不确定性和振动的影响。

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的运行，使系统能精确跟踪目标轨迹。

4、模糊控制
众所周知，众多的机械加工都是一个复杂的过程，如果想要用一般的控制办法进行精确数学模型难度是非常大的，并且也会对自动控制的效果产生影响。

模糊控制具有将复杂问题直观化、构造算法灵活化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广泛应用。

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控制的效果十分明显。

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中。

比如，神经网络控制在数控机床设备中的应用，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。

三、控制工程在电子工程中应用的发展前景
伴随着科技的不断发展，控制工程技术被推广到各个领域中，成为人们工作
的重要组成部分，并发挥出良好的作用。

控制工程在电子工程的应用，不仅提高
了传统运行方式的工作效率，减少因为人力所导致的运行问题，从根本上提升电
子工程的发展进度。

从我国目前电子工程中控制工程应用的具体形势，相信这种
技术在未来的发展过程中一定会获得更多的机遇，为电子工程行业的发展带来更
多的发展，从而带动国家在经济水平上的上升。

此外，除了满足人们对于质量和
效率的追求，环保理念也逐渐深入人心，电子科技和环境保护工作共同发展，才
是我国未来经济发展的必然要求。

因此，控制工程在电子工程中的应用具有良好
的发展前景。

四、结束语
我国科技发展迅速，控制工程技术作为一种应用技术，在工业发展过程中起
到了关键性作用，为工业的快速发展创造了有利的条件，具有广阔的发展前景，
由此可见，研究控制工程，分析控制工程在电子工程中应用的前景，进一步研究
新技术，坚持走好每一步，是控制工程以及电子工程发展的关键，从而实现我国
社会经济的长远发展。

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