瀝青混凝土攤鋪機行走液壓系統(tǒng)的智能控制應(yīng)用與分析

摘 要：道路工程是重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，對于促進我國的經(jīng)濟發(fā)展，提高人員與物資的交流都具有十分重要的意義，因此必須保證公路的施工質(zhì)量。而鋪設(shè)瀝青混凝土的施工效果將直接關(guān)系到公路的使用年限，所以鋪設(shè)設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用成為了道路工程施工領(lǐng)域的重點發(fā)展方向之一。本文將對攤鋪設(shè)備液壓行走系統(tǒng)的應(yīng)用以及智能化控制進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；攤鋪機；液壓系統(tǒng)；智能控制

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的混凝土瀝青攤鋪機已經(jīng)成為了高度集成了電、機以及液壓系統(tǒng)的現(xiàn)代化設(shè)備，國內(nèi)目前所使用的攤鋪設(shè)備中全部是利用全液壓系統(tǒng)進行驅(qū)動的。而進入網(wǎng)絡(luò)信息時代后，智能化的控制系統(tǒng)發(fā)展十分迅猛，并且得到了越來越廣泛的應(yīng)用，智能控制技術(shù)可以使不同系統(tǒng)便捷的實現(xiàn)轉(zhuǎn)換控制，因此新型的攤鋪機也開始應(yīng)用智能化的電液控制系統(tǒng)。智能化的攤鋪機液壓行走系統(tǒng)在目前國際上的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，我國尚處于初級階段，仍需要積極學(xué)習(xí)并借鑒國外的先進技術(shù)，不斷對國內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備進行創(chuàng)新和完善。

一、混凝土及瀝青攤鋪機液壓行走系統(tǒng)的主要構(gòu)成

混凝土瀝青攤鋪機的主要作用是在道路工程的施工作業(yè)面上攤鋪混凝土或者瀝青，通常攤鋪作業(yè)需要恒速運行。但是攤鋪機在實際工作中往往會由于送料速度發(fā)生改變、負載變化以及油溫出現(xiàn)上升情況等多種因素而改變實際運轉(zhuǎn)速度，從而造成攤鋪平面不均勻，對道路工程的整體施工質(zhì)量造成嚴重的影響。所以瀝青混凝土攤鋪機的系統(tǒng)控制以及不同結(jié)構(gòu)的相互配合是十分重要的。

（一）液壓泵

攤鋪機實現(xiàn)行走運轉(zhuǎn)主要依靠液壓泵來提供動力。發(fā)動機在進行燃燒時會有動能以及熱能產(chǎn)生，而行走液壓泵將其轉(zhuǎn)換成壓力，并將壓力與泵送到液壓系統(tǒng)中，從而使攤鋪機獲得運轉(zhuǎn)行走的動力來源。

（二）液壓馬達

目前瀝青混凝土攤鋪機中所使用的馬達大多屬于兩檔交變式的液壓馬達，其可以對來自于壓力油的壓力能進行轉(zhuǎn)換，使之成為機械動能，并借此來帶動傳動軸做功，從而使攤鋪機獲得行走動力，當(dāng)動力作用于驅(qū)動鏈輪時，攤鋪機就實現(xiàn)了工作運轉(zhuǎn)。[1]

（三）伺服閥

在液壓動力的整個控制系統(tǒng)內(nèi)，最為核心的元件設(shè)備就是電液伺服閥。如果液壓系統(tǒng)達到了一定負載壓差后，則通過電液伺服閥所輸出的電流量與壓力油的流量成正比；當(dāng)反向電流量被輸入時，則必然所輸出的壓力油也呈反向。[2]所以電液伺服閥通過流量的輸出來控制瀝青混凝土攤鋪機運轉(zhuǎn)的方向以及馬達的轉(zhuǎn)速，從而保證整個系統(tǒng)運行控制的穩(wěn)定性。

（四）溢流閥

在整個控制系統(tǒng)內(nèi)，電磁溢流閥主要起到安全閥的作用，其可以對電液系統(tǒng)中的壓力進行有效的控制，將其控制在恒定區(qū)間內(nèi)，同時限制控制系統(tǒng)輸出的最大壓力值，從而保證液壓系統(tǒng)的運行安全，防止過大的壓力對液壓行走系統(tǒng)造成破壞。

（五）液壓系統(tǒng)的控制電路

與控制電路在其他機械設(shè)備中的作業(yè)一樣，控制電路在瀝青混凝土攤鋪機內(nèi)同樣是通過傳感器獲得相關(guān)檢測信號，并將反饋信號傳輸給其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由控制電路開對指令信號進行輸入，并通過控制系統(tǒng)內(nèi)的計算機對輸入信號進行分析處理，從而使控制信號形成，并對攤鋪機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行控制操作。

二、混凝土及瀝青攤鋪機液壓系統(tǒng)工作的基本原理概述

瀝青混凝土攤鋪機通常將速度傳感裝置設(shè)置在液壓行走馬達內(nèi)，這樣在液壓馬達工作時，傳感器就可以對轉(zhuǎn)速信號進行檢測，同時將檢測信號向控制計算機進行反饋傳輸，當(dāng)反饋信號進入計算機系統(tǒng)后就被轉(zhuǎn)換成控制輸出信號，輸出系統(tǒng)下達的速度指令，D/A轉(zhuǎn)換裝置將放大控制指令，并向驅(qū)動系統(tǒng)的電液伺服閥進行傳輸，然后有電磁溢流閥與伺服閥共同來對馬達轉(zhuǎn)速進行輸出控制，實現(xiàn)了對行走速度的有效控制。只要控制系統(tǒng)輸出恒定的速度信號，那么驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速就是一定的，因此傳感器所檢測以及反饋的信號也就是恒定的，而計算機對偏差電壓的分析結(jié)果同樣是一定的，從而使攤鋪機可以在一定速度范圍內(nèi)保持恒速，這樣在進行攤鋪混凝土以及瀝青作業(yè)時，攤鋪更加均勻，提高了道路工程的施工質(zhì)量。

三、混凝土及瀝青攤鋪機智能化液壓行走系統(tǒng)的控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

由于瀝青混凝土攤鋪機是由多個系統(tǒng)耦合而成的綜合性系統(tǒng)，具有較高的精密度，而且可以實現(xiàn)快速反應(yīng)，其優(yōu)點十分突出。然而在電液伺服閥或其他結(jié)構(gòu)中會有一些非線性的參數(shù)產(chǎn)生，這些不確定性的參數(shù)會對控制系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。而模糊控制這一智能化控制理論中重要理念能夠很好的解決不確定性參數(shù)給控制系統(tǒng)帶來的的隱患因素，對攤鋪機傳統(tǒng)的液壓行走系統(tǒng)加以完善。在模糊控制理論中，模糊控制裝置是該控制系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，在實際工作中需要三個環(huán)節(jié)來完成相關(guān)操作，既對輸入的信號進行模糊量化處理，對輸出的信號通過模糊算法來進行控制處理，以及通過模糊判決的方式來對模糊后的輸出控制信號進行處理。模糊控制系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，其核心部分就是建立控制信號的模糊算法，在實踐中通常是通過Mandani模糊規(guī)則來進行規(guī)則表的制定。選擇控制量時必須避免超調(diào)的發(fā)生，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性是構(gòu)建控制系統(tǒng)的基本前提。建立了模糊算法后，就可以對輸入的控制量進行計算，從而通過計算所得的模糊數(shù)據(jù)集合來讓系統(tǒng)根據(jù)情況的不同而輸出不同的控制信號，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化。

四、總結(jié)

隨著信息時代的到來，未來的機械制造也必將向智能控制方向發(fā)展，而在混凝土瀝青攤鋪機的液壓系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用智能化的控制系統(tǒng)可以很好的解決控制系統(tǒng)長期以來存在的無法適應(yīng)突發(fā)性情況的問題，智能控制系統(tǒng)可以輸出更加穩(wěn)定的信號，實現(xiàn)各個系統(tǒng)間的靈活轉(zhuǎn)換，從而降低了操作人員的操控難度，有力的促進了混凝土瀝青攤鋪施工質(zhì)量的提高，不僅適應(yīng)了新時期對機械設(shè)備發(fā)展的要求，也推動了我國道路工程施工水平的全面提升。

參考文獻：

[1]賈曉琪，郭瑞雪.瀝青混凝土攤鋪機行走液壓系統(tǒng)的智能控制應(yīng)用與分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（18）：221.

[2]孟令松.環(huán)氧瀝青同步灑布攤鋪機液壓系統(tǒng)設(shè)計及行走系統(tǒng)研究[D].燕山大學(xué)，2014.

作者簡介：趙東明（1985-），男，遼寧阜新人，碩士，從事與機械、液壓專業(yè)相關(guān)工作。