智能控制技術(shù)工程機(jī)械控制論文

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一、智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用

1.控制目標(biāo)和策略

在實(shí)際工作中，極其的作業(yè)形式和作業(yè)方法都存在著一定的差異，所以智能控制技術(shù)在控制目標(biāo)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(shù)應(yīng)用于挖掘機(jī)領(lǐng)域方面，其主要要實(shí)現(xiàn)的控制目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，同時(shí)也要提高機(jī)械生產(chǎn)的效率。智能控制技術(shù)使用在壓路機(jī)領(lǐng)域方面主要就是要實(shí)現(xiàn)碾壓的質(zhì)量和壓實(shí)的速度。當(dāng)前挖掘機(jī)主要有兩種控制策略,一是“負(fù)載適應(yīng)控制”另一種是“動(dòng)力適應(yīng)控制”。負(fù)載適應(yīng)控制主要就是指在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出功率已經(jīng)穩(wěn)定的情況下，液壓系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)自身的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而使其能夠以最佳的狀態(tài)來(lái)完成工作。動(dòng)力適應(yīng)控制就是在實(shí)際的工作中發(fā)動(dòng)機(jī)要根據(jù)運(yùn)行的具體情況支持發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，這也極大的節(jié)約了能源。采用“負(fù)載適應(yīng)控制”技術(shù)的挖掘機(jī),一般設(shè)有幾種動(dòng)力選擇模式,如最大功率模式,標(biāo)準(zhǔn)功率模式和經(jīng)濟(jì)功率模式,每種模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率基本恒定,同時(shí)液壓泵業(yè)設(shè)有幾條恒功率曲線與之匹配。由于系統(tǒng)中采用了發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感控制技術(shù)（ESS控制技術(shù)）,在匹配時(shí)將每種功率模式下的泵的吸收功率設(shè)定為大于或等于該模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率,這樣可以使液壓系統(tǒng)充分吸收利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,減少能量損失。還可以通過(guò)對(duì)泵的吸收功率的調(diào)節(jié),協(xié)調(diào)負(fù)載與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出,避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。在實(shí)際的工作中，操作人員需要根據(jù)作業(yè)面的具體情況選擇發(fā)動(dòng)機(jī)電費(fèi)模式，所以這種方式在實(shí)行的過(guò)程中還需要一定的人工參與，如果操作不當(dāng)，非常容易造成浪費(fèi)的現(xiàn)象。采用動(dòng)力適應(yīng)控制以后挖掘機(jī)就能夠開(kāi)啟自動(dòng)控制的模式，在作業(yè)的過(guò)程中，該技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際的需要為發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行提供一定的動(dòng)力，這樣也有效的避免了資源和能源的浪費(fèi)現(xiàn)象，該系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)械運(yùn)行的實(shí)際需要來(lái)供給動(dòng)力，在運(yùn)行的過(guò)程中不需要過(guò)多人工的操作和參與，在經(jīng)濟(jì)性和高效性上都有著很好的表現(xiàn)。這一系統(tǒng)的運(yùn)行思路是讓機(jī)器對(duì)施工的具體情況進(jìn)行有效的識(shí)別，同時(shí)根據(jù)其分析的具體狀況制定適當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法，發(fā)動(dòng)機(jī)和該系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)對(duì)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣就能夠保證其在運(yùn)行的過(guò)程中處于良好的狀態(tài)。在挖掘機(jī)智能控制技術(shù)中還需要一些節(jié)能和為操作提供方便的方法，采用這些方法能夠更好的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，能夠更加有效的提升整個(gè)系統(tǒng)的性能和運(yùn)行質(zhì)量。智能壓路機(jī)在使用智能控制技術(shù)的過(guò)程中需要根據(jù)設(shè)定的質(zhì)量和目標(biāo)對(duì)壓實(shí)的效果進(jìn)行有效的檢測(cè)和控制，同時(shí)還要通過(guò)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)來(lái)尋找最佳的解決方案。

2.控制方法

任何智能控制系統(tǒng)包含三個(gè)過(guò)程：

（1）采集信息；

（2）處理信息并做出決策和思考；

（3）決定執(zhí)行。挖掘機(jī)是通過(guò)檢測(cè)液壓系統(tǒng)得運(yùn)行參數(shù)來(lái)識(shí)別載荷大小的,如檢測(cè)液壓系統(tǒng)中泵的控制壓力,泵的輸油壓力和各機(jī)構(gòu)（行走,回轉(zhuǎn),動(dòng)臂提升和斗桿收回）的工作壓力等。有的還檢測(cè)先導(dǎo)手柄的位移量和系統(tǒng)流量等。挖掘機(jī)控制器根據(jù)采集的信息,通過(guò)模糊控制理論推理出所需功率的大小和發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速。執(zhí)行決定的過(guò)程是由控制器驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)執(zhí)行器,使發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定到理想的轉(zhuǎn)速和輸出功率。而壓路機(jī)是通過(guò)連續(xù)檢測(cè)振動(dòng)輪的振動(dòng)加速來(lái)識(shí)別地面壓實(shí)質(zhì)量的。振動(dòng)輪內(nèi)的旋轉(zhuǎn)偏心快產(chǎn)生的振動(dòng),理論上是一條正弦曲線。當(dāng)振動(dòng)輪在地面上振動(dòng)時(shí),曲線總是被擾動(dòng)的,在軟地面上額度擾動(dòng)小,在硬地面上的擾動(dòng)大。通過(guò)對(duì)壓路機(jī)振動(dòng)輪的加速度進(jìn)行快速傅立葉變換處理,能夠計(jì)算出地面壓實(shí)的數(shù)據(jù)。

二、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今我國(guó)的科技和經(jīng)濟(jì)都在以非?？斓乃俣劝l(fā)展，很多行業(yè)都實(shí)現(xiàn)了智能化發(fā)展，在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，尤其是智能控制技術(shù)的出現(xiàn)使得機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量更好，生產(chǎn)效率更高，同時(shí)也給我國(guó)機(jī)械工業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展提供了非常有利的條件，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械化水平的提升。

作者：牛朝躍 單位：東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院