浅谈汽车机械自动化控制系统的技术革新构架

张津齐

摘 要：作为现代工业的重要组成部分，汽车机械自动化控制系统的技术革新，不仅关系到汽车行业的未来发展，而且对整个工业领域的技术进步，起到了积极的推动作用。本文针对汽车机械自动化控制系统的主要框架，以及技术革新必要性展开分析，讨论了汽车机械自动化控制系统技术革新方向，内容包括智能化、网络化、电气化、模块化、全面化、精准化等，通过研究做好系统验证与测试、积极引入冗余设计、提升人员维修水平等措施，其目的在于明确技术革新方向，不断提高自动化控制系统的适应性。

关键词：自动化控制系统 智能化 网络化 配电模块

基于自动化技术应用领域持续拓展的背景下，依托自动化技术建立的汽车机械控制系统，正沿着智能化方向稳定发展。在工业4.0背景下，自动化控制系统技术也需要进行革新，进一步完善和优化系统功能，促进汽车行业经济的可持续发展。

1 汽车机械自动化控制系统的主要框架

1.1 传感器模块

在整个系统的组成部分中，传感器模块属于基础组成部分，是汽车可以顺利执行各项行为的基准载体。传感器会分布在汽车的各个部位，能够对各项指令的行为执行过程进行监督， 随后依托所建立的内部信息传输路径，将采集到的各类信息，直接反馈到中央控制处理系统当中，从而可以及时了解到目前汽车的运行状态。例如，现代化汽车基本上都配备了倒车雷达，这也是最为基础的传感器装置。在汽车开始执行倒车指令时，传感器会对车辆尾部的环境进行监控，如果车辆后方一定距离当中出现了障碍物，那么此时传感器便会采集该信息，并对信息进行积极反馈，提示驾驶人员及时调整倒车行为。

1.2 中央控制处理模块

自动化控制系统运行期间，中央控制处理模块属于重要组成内容，在该模块的具体应用中，会使用到微型计算机技术来处理传感器采集到的各类数据，并且根据得到的数据分析结果来完成稳定操作，顺利完成相应的控制工作。并且在技术辅助下，中央控制系统也会处于持续升级与优化的状态，以此来保证汽车机械控制过程的精准度与响应度。除此之外，现代化汽车在运行阶段，如果其出现了较为紧急的情况，那么此情况下中央控制系统也会自动启动预警或者报警程序，并且系统也会自动调整相应的运行情况，以此来提高整个系统运行过程的安全性。

1.3 配电模块

现代化汽车在启动和制动的过程中，主要会利用电子线路来进行连接，尤其是目前智能化技术成熟度正在不断提高。依托工业4.0发展背景，现代化汽车内部电子设施数量也在不断增多，这也提高了汽车系统运行过程的电子控制难度。并且配电模块在应用中，则会组成一个集成化操作单元，其在应用中可以对汽车整个运行过程中的电子信息展开系统化分析，随后会依托总电操控模式，来对内部的各项信息行为展开合理化分配，借此来保证电子设备荷载的稳定性。例如，在自动化控制系统的运行期间，如果相应的电子设备终端负载量处于较小状态，那么此时系统则会自动完成静态电量补偿工作，以此来提高整个设备运行状态的稳定性与安全性。

1.4 电源模块

在新能源汽车普及度持续提高的情况下，电源模块的重要性也在不断提高。而汽车机械控制系统在运行活动中，电源模块属于非常重要的运行基准，整个电源系统内部供电过程的稳定性，也将直接影响到整个汽车控制系统的运行姿态，干扰到系统执行精度和执行效果。如果基于机械控制系统展开分析，电源模块本身属于一种集成化操作模块，其也会对多个系统机构进行直接供电，以此来保证汽车行驶过程的稳定性与安全性。

2 汽车机械自动化控制系统技术革新必要性

自动化控制系统在下阶段发展活动中，积极进行技术革新的必要性，主要体现在以下几方面：（1）汽车机械控制单元在下阶段的发展活动中，会处于持续更新的发展状态，并且在实际应用中，所建立的系统也会对采集到的各类信息数据展开高速分析，并且以此来完成各类指令的快速转移，这样也可以让系统响应程序快速启动，从而提高信息整理过程的工作效率。（2）现阶段基于自动化技术为代表的工作模式，其在应用中可以依托各类软件，完成汽车参数与性能的持续性监控，并且在整个发展过程中，也会依托各类程序代码和相应的算法指令，持续提升现代化汽车工作过程的安全性与环保性。

3 汽车机械自动化控制系统技术革新方向

3.1 智能化

从目前的发展情况来看，人工智能技术已经取得了良好发展，这也为系统智能化发展提供了良好路径。系统智能化革新主要体现在以下几方面：（1）控制算法优化，目前较为流行的人工智能控制算法包括线性回归算法、逻辑回归算法、决策树算法等。以逻辑回归算法为例，其在应用中对外输出的预测内容，主要是以非线性S型函数为主，而且该逻辑函数在应用中，会将得到的结果值直接映射到结果变量当中，整个范围值在0到1。利用该函数能够对系统进行智能化升级，保证汽车运行状态的稳定性。（2）自学习能力增强，依托于智能化技术提供的便利条件，持续完成相应的学习任务，以此来提高整个控制系统工作结果的可靠性。例如，通过大数据分析和机器学习技术，控制系统可以逐渐学习驾驶者的习惯和需求，自动调整控制策略，提供更加个性化的驾驶体验。（3）自适应能力，即控制系统在发展中也会持续积累相应的实践经验，使系统在工作时，能够结合汽车实际运行情况，灵活调整相关行为，从而提高控制系统运行稳定性。

3.2 网络化

随着物联网技术的发展，汽车机械自动化控制系统与其他车载系统、基础设施乃至整个交通网络的互联互通能力越来越强。系统网络化革新的具体内容如下：（1）智能交通，目前依托人工智能控制算法、智慧城市建设需求，使得智能交通系统的成熟度也在提高。这也对自动化控制系统的网络化提出了新要求。为了满足智能交通发展要求，也会对相关系统进行积极优化，以此来提高汽车运行状态的稳定性。（2）自动驾驶能力增强，依托于网络技术提供的便利条件，自动化控制系统运行期间，可以根据传感器反馈数据，对于汽车的行驶过程进行调整。

3.3 电气化

在新能源汽车普及度持续提高的背景下，自动化控制系统的电气化趋势也更加明显。电气化革新活动的进行，能够有效提高汽车动力性能与能源利用效率，同时也可以对控制系统集成度、稳定性提出更高要求。实践中系统电气化革新的具体内容如下：（1）持续提高电池技术水平，在各类新型电池技术（燃料电池、动力电池等）研发力度不断加大的背景下，也会持续提升所研发电池的能量密度与充电性能，这样也可以进一步延长电池的使用寿命，保证系统运行稳定性。（2）电驱动水平持续提升，目前有关电驱动的研究已经取得初步成效，在后续技术革新活动中，也会进一步加深电驱动研究，借此来持续提升电机运行效率，降低自动化控制系统运行期间带来的能量损失。

3.4 模块化

在新能源汽车下阶段的技术革新活动中，也会沿着模块化方向稳定发展。模块化革新活动的顺利推进，可以对整个系统的服务功能进行模块化整理，提高各模块工作过程的响应及时性，在具体的革新活动中，技术模块化革新内容包括以下几点：（1）增设多个独立工作模块，依托大数据技术将自动化控制系统拆分为若干单独工作模块，如电源模块、传感器模块、灯具管理模块等，每个模块在工作中，保持着较高的独立性，同时相互之间也存在着一定的关联性，从而形成稳定的管理系统，确保系统运行过程的稳定性。（2）增加系统的可拓展性，在新技术研发深度不断提高的背景下，系统也需要具有较强的可拓展性，能够在已有系统基础上，顺利完成拓展工作，从而降低更新成本，实现系统的可持续发展[1]。

3.5 全面化

通过提高汽车机械控制系统的自动化水平，能够有效提高车辆运行期间的安全性。而下阶段的技术革新，也将沿着更加全面的方向持续进一步。 在汽车机械自动化控制系统的运行期间，会根据驾驶人员操作指令来开展相关工作，过程中也会通过精准化执行某一指令，来完成相应的执行操作。而车辆内部所有的可视化仪表，都能够通过及时监控的方式，来显示汽车行驶过程的各项数据，包括油量数据、速度参数、温度参数等，从而帮助驾驶人员直观了解目前车辆是否存在运行问题，便于人员及时采取措施进行处理，保证车辆行驶过程的安全性[2]。

3.6 精准化

除上述提到的相关内容外，在汽车控制系统自动化水平持续提升的背景下，技术下阶段发展也将沿着精准化方向持续推进。目前建立的系统内部工作机理呈现较为复杂的发展工序，依托于技术提供的便利条件。开展内部检测活动时，会依托建立的计算机网络平台，来对内部电子线路运行信息进行精准化自检，这也是系统运行期间的重要检测基准。并且在故障检测环节，可以依托系统对各类故障信息进行逐步检测，得到系统异常信息后，也会将信息和基准参数进行比较，如果两者之间的差值相对较大，此时这些信息也会直接反馈到相应的单元模块当中，以此来确保系统工作过程的完整性[3]。

4 汽车机械自动化控制系统革新过程的优化措施

4.1 做好系统验证与测试

在整个技术革新过程中，做好系统验证与测试属于非常重要的工作内容，这也是保证系统稳定性与安全性的重要保障。一般情况下，机械自动化系统模拟活动，会在设计阶段完成，作用是可以在前期发现系统设计方面存在的缺陷。实际应用中，会依托仿真软件来建立相关测试环境，了解系统在不同路况、操作情况下的具体反应[4]。例如，利用仿真软件可以对各种驾驶条件进行模拟，涉及天气状态、路况信息、交通状态等，从而了解系统是否能够维持正常的工作状态。并且在整个测试过程中，也可以根据得到的反馈信息，持续调整与优化系统中的设计内容，提高生产产品的可靠性[5]。

4.2 积极引入冗余设计

在整个系统技术革新活动中，也需要做好冗余设计工作。进行冗余设计的主要作用，是在关键部位布置好相应的备用系统，若是主系统出现运行故障时，那么备用系统也会及时启动，以维持汽车的正常行驶，保证驾驶员的生命财产安全。例如，在自动驾驶模式下，汽车周围布置的多个传感器会对周围环境进行实时监测，以此来确定周围信息，便于驾驶参数的调整。但是传感器在长期使用中，受到不同因素影响，可能会出现单一或多个传感器故障问题，若是系统未发现此问题，那么也会导致系统错误决策的情况。而冗余设计的引入，则增加了获取数据的传感器数量，即使某一个传感器出现问题，那么其他传感器也能够对外提供正确监测数据，以此来提高系统决策的准确性，确保系统运行状态的安全性[6]。

4.3 提升人员维修水平

除上述提到的相关内容外，实践中也需采取可靠措施来提升人员维修水平，实践中的工作内容如下：（1）做好维修人员的培训工作，在技术持续革新的背景下，维修人员的知识体系也需要做好相应的更新工作，使其能够应对更加复杂的控制要求。在对维修人员进行培训时，需要从基础知识开始培训，内容包括自动化原理、传感器技术、人工智能技术、故障诊断等，同时在理论培训中也会穿插实践操作，从而帮助维修人员全面了解系统运行过程与使用场景，持续提升人员的综合能力水平。（2）健全相应的知识共享机制，在整个系统相关知识的学习中，维修人员也需要保持良好的知识共享与沟通状态。实践中可依托互联网技术搭建开放的网络平台，维修人员可以在平台中完成经验分享、故障讨论、应对方案讨论等，以此来保证维修人员交流学习活动的有序进行，不断提升团队的综合维修水平[7]。

５ 结束语

综上所述，汽车机械自动化控制系统的快速发展，是汽车工业可以处于良性发展的重要保障，在整个产业发展活动中占据了重要地位。与此同时，在工业4.0发展背景下，也需要做好技术革新工作，革新方向包括智能化、网络化、电气化、模块化等，以推动汽车行业经济的可持续发展。

参考文献

[1]王超.机械自动化技术在汽车控制系统中的应用[J].汽车测试报告，2023（17）：137-139.

[2]孟凡华，陈杰.汽车机械控制系统中自动化技术的应用研究[J].内燃机与配件，2021（18）：190-191.

[3]张利虎.汽车机械控制系统下自动化控制技术的应用[J].内燃机与配件，2020（12）：251-252.

[4]梅中豪.汽车机械控制系统中自动化技术应用的实践探究[J].科技创新导报，2020，17（16）：191-192.

[5]朱向东，韩涛，华秀萍，等.机械自动化在汽车制造中的应用分析[J].内燃机与配件，2020（09）：145-146.

[6]朱永海.汽车控制中的机械自动化技术探讨[J].南方农机，2020，51（01）：126.

[7]刘敬盛.机械自动化控制系统的设计应用[J].中国设备工程，2019（13）：161-162.