智能控制技術工程機械控制論文

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一、智能控制技術在工程機械控制中的應用

1.控制目標和策略

在實際工作中，極其的作業形式和作業方法都存在著一定的差異，所以智能控制技術在控制目標和控制策略的選擇上也存在著很大的不同。在智能控制技術應用于挖掘機領域方面，其主要要實現的控制目標就是要實現節能環保，同時也要提高機械生產的效率。智能控制技術使用在壓路機領域方面主要就是要實現碾壓的質量和壓實的速度。當前挖掘機主要有兩種控制策略,一是“負載適應控制”另一種是“動力適應控制”。負載適應控制主要就是指在發動機發出功率已經穩定的情況下，液壓系統能夠根據實際的需要對自身的運行狀態進行適當的調整，從而使其能夠以最佳的狀態來完成工作。動力適應控制就是在實際的工作中發動機要根據運行的具體情況支持發動機的動力輸出，這也極大的節約了能源。采用“負載適應控制”技術的挖掘機,一般設有幾種動力選擇模式,如最大功率模式,標準功率模式和經濟功率模式,每種模式下的發動機輸出功率基本恒定,同時液壓泵業設有幾條恒功率曲線與之匹配。由于系統中采用了發動機速度傳感控制技術（ESS控制技術）,在匹配時將每種功率模式下的泵的吸收功率設定為大于或等于該模式下的發動機輸出功率,這樣可以使液壓系統充分吸收利用發動機的功率,減少能量損失。還可以通過對泵的吸收功率的調節,協調負載與發動機的動力輸出,避免發動機熄火。在實際的工作中，操作人員需要根據作業面的具體情況選擇發動機電費模式，所以這種方式在實行的過程中還需要一定的人工參與，如果操作不當，非常容易造成浪費的現象。采用動力適應控制以后挖掘機就能夠開啟自動控制的模式，在作業的過程中，該技術可以根據實際的需要為發動機的運行提供一定的動力，這樣也有效的避免了資源和能源的浪費現象，該系統可以根據機械運行的實際需要來供給動力，在運行的過程中不需要過多人工的操作和參與，在經濟性和高效性上都有著很好的表現。這一系統的運行思路是讓機器對施工的具體情況進行有效的識別，同時根據其分析的具體狀況制定適當的解決辦法，發動機和該系統在運行的過程中會對運行的狀態進行適當的調整，這樣就能夠保證其在運行的過程中處于良好的狀態。在挖掘機智能控制技術中還需要一些節能和為操作提供方便的方法，采用這些方法能夠更好的對系統進行維護和保養，能夠更加有效的提升整個系統的性能和運行質量。智能壓路機在使用智能控制技術的過程中需要根據設定的質量和目標對壓實的效果進行有效的檢測和控制，同時還要通過系統的自我調節來尋找最佳的解決方案。

2.控制方法

任何智能控制系統包含三個過程：

（1）采集信息；

（2）處理信息并做出決策和思考；

（3）決定執行。挖掘機是通過檢測液壓系統得運行參數來識別載荷大小的,如檢測液壓系統中泵的控制壓力,泵的輸油壓力和各機構（行走,回轉,動臂提升和斗桿收回）的工作壓力等。有的還檢測先導手柄的位移量和系統流量等。挖掘機控制器根據采集的信息,通過模糊控制理論推理出所需功率的大小和發動機的最佳轉速。執行決定的過程是由控制器驅動發動機油門執行器,使發動機設定到理想的轉速和輸出功率。而壓路機是通過連續檢測振動輪的振動加速來識別地面壓實質量的。振動輪內的旋轉偏心快產生的振動,理論上是一條正弦曲線。當振動輪在地面上振動時,曲線總是被擾動的,在軟地面上額度擾動小,在硬地面上的擾動大。通過對壓路機振動輪的加速度進行快速傅立葉變換處理,能夠計算出地面壓實的數據。

二、結語

當今我國的科技和經濟都在以非常快的速度發展，很多行業都實現了智能化發展，在機械生產領域也出現了一些新的技術，尤其是智能控制技術的出現使得機械生產質量更好，生產效率更高，同時也給我國機械工業的穩定健康發展提供了非常有利的條件，促進了我國機械化水平的提升。

作者：牛朝躍 單位：東北林業大學機電工程學院