基于工程機(jī)械控制下的智能控制技術(shù)應(yīng)用研究

周騰軍

摘要：隨著我國機(jī)械制造業(yè)的高速發(fā)展，工程機(jī)械需求數(shù)量不斷攀升，但是以往工程機(jī)械控制方式顯然無法滿足復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，且作業(yè)效率低，無法滿足行業(yè)發(fā)展需求?，F(xiàn)階段，社會(huì)群體逐漸將目光轉(zhuǎn)向智能控制技術(shù)，其在工程機(jī)械控制中的創(chuàng)新應(yīng)用，有助于提升機(jī)械作業(yè)效率，且能顯著減少安全事故[1]。當(dāng)前，工程機(jī)械控制領(lǐng)域的“智能化”，主要是借助智能設(shè)備將諸多信息因素進(jìn)行整合和分析，比如物料、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、現(xiàn)場人員、自然環(huán)境等，在此基礎(chǔ)上，控制人員有效識別工程機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。若出現(xiàn)異常就會(huì)及時(shí)報(bào)警，最大限度保證機(jī)械設(shè)備的智能化水平。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械控制;智能控制技術(shù);應(yīng)用研究

引言

相較于傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)備，在智能控制技術(shù)的推動(dòng)下，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平以及智能化水平有了明顯的提升。這不僅提升了工程機(jī)械的適應(yīng)能力，同時(shí)可以為工程機(jī)械的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障，并且隨著計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的發(fā)展與完善，這種趨勢會(huì)愈發(fā)明顯。

1智能控制系統(tǒng)概述

智能控制是一種包含智能信息處理、智能信息反饋和智能控制決策的控制方式，由執(zhí)行器、傳感器、感知信息處理接口、規(guī)劃與控制接口、認(rèn)知與通信接口五個(gè)部分組成。其中，規(guī)劃與控制接口是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的要求進(jìn)行工藝分析，根據(jù)給定的反饋信息以及經(jīng)驗(yàn)知識進(jìn)行自動(dòng)搜索、推理決策、動(dòng)作規(guī)劃，最終達(dá)到對生產(chǎn)的控制。傳感器獲得被控參數(shù)或者被控參數(shù)的變化量，感知器感知信息并對信息進(jìn)行初步分析處理，通過通信接口認(rèn)知層、規(guī)劃層進(jìn)行信息交換，最后由決策層傳遞給執(zhí)行器完成控制動(dòng)作。

2智能控制技術(shù)

所謂智能控制技術(shù)，其在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中應(yīng)用的主要原理就是讓機(jī)械在運(yùn)行過程中可感知外界信息要素的變化情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行收集、分析及整合，控制智能動(dòng)態(tài)化，促使工程機(jī)械長期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。具體而言，在控制過程中，智能控制系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)獲取外部信息，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)感知能力，若外界環(huán)境因子發(fā)生變化，即可完成局部調(diào)整。與此同時(shí)，智能控制技術(shù)和工程機(jī)械的有機(jī)銜接，還側(cè)重于智能地識別和思維判斷數(shù)據(jù)信息，從海量的數(shù)據(jù)信息中提取有益數(shù)據(jù)，并及時(shí)儲(chǔ)存在控制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行處理。在完成以上環(huán)節(jié)后，智能系統(tǒng)會(huì)科學(xué)合理做好決策和控制執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的智能化控制[2]。譬如，人們常見的挖掘機(jī)，智能化控制技術(shù)的應(yīng)用主要集中在液壓系統(tǒng)，精準(zhǔn)化識別各項(xiàng)液壓參數(shù)，主要包括輸油壓力、最大工作壓力、額定工作壓力、最大流量、額定流量、最少穩(wěn)定流量速度、溫度、受力、磨損及行程等，且動(dòng)態(tài)檢測導(dǎo)手柄位移情況與系統(tǒng)流量，最大限度防止因故障而出現(xiàn)無法運(yùn)行的情況。

3智能控制技術(shù)的優(yōu)勢

智能控制技術(shù)主要由智能控制模塊、信息反饋模塊、信息處理模塊以及決策模塊共同組成，借助技術(shù)、控制理論以及人工智能技術(shù)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。該技術(shù)通過對人腦計(jì)算模式的模擬，實(shí)現(xiàn)智能化控制，因此可以代替人力完成大量的高難度任務(wù)。借助該技術(shù)，可以解決傳統(tǒng)控制技術(shù)難以解決的控制應(yīng)用問題，尤其在面對那些比較復(fù)雜的問題的情況下，該技術(shù)的作用和優(yōu)勢更加顯著，可以憑借其較強(qiáng)的組織能力，通過更加接近人腦的思維方式來實(shí)現(xiàn)對工程機(jī)械的自動(dòng)化控制，進(jìn)而使其順利完成相關(guān)復(fù)雜的工作。智能控制技術(shù)不僅自身的優(yōu)勢十分明顯，而且在現(xiàn)代化管理技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同領(lǐng)域的管理和控制，使得該技術(shù)的優(yōu)勢得到更加充分地發(fā)揮。

4智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用研究

4.1智能控制技術(shù)在挖掘機(jī)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，智能控制技術(shù)在挖掘機(jī)控制中的應(yīng)用主要是采取負(fù)荷控制和功率控制。就負(fù)荷控制而言，主要是根據(jù)工程任務(wù)按勞分配的原則。由于挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)要保證長期且穩(wěn)定的輸出功率，需要智能控制技術(shù)對挖掘機(jī)負(fù)載系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)功率輸出。從功率控制角度進(jìn)行分析，主要是根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分配的原則。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率控制與實(shí)際作業(yè)狀態(tài)有效銜接時(shí)，能夠最大限度保證在工程項(xiàng)目區(qū)挖掘機(jī)有著持續(xù)的動(dòng)力輸出。實(shí)踐證明，智能化技術(shù)在挖掘機(jī)控制中的應(yīng)用，能提升機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量。

4.2智能控制技術(shù)在壓路機(jī)中的應(yīng)用

根據(jù)施工要求，壓實(shí)機(jī)的工作參數(shù)初步確定，并在施工過程中根據(jù)確定的參數(shù)（包括設(shè)備的移動(dòng)速度和振動(dòng)頻率）進(jìn)行優(yōu)化。在路面施工過程中，如果實(shí)際壓力不符合要求，將對智能控制系統(tǒng)進(jìn)行感知和調(diào)整，以指導(dǎo)輥改變工作方式，例如增加幅度和頻率，并以優(yōu)化方式工作，直至達(dá)到要求。在壓實(shí)機(jī)工作參數(shù)中，振動(dòng)頻率調(diào)整基于壓實(shí)對象的硬度和硬度，并根據(jù)被復(fù)蓋對象的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以便在經(jīng)過一定數(shù)量的壓力通道后增加被復(fù)蓋對象的壓力。BCMO3系統(tǒng)在軋輥工程機(jī)械中應(yīng)用智能控制技術(shù)，具有很強(qiáng)的代表性，能夠全面采集軋輥運(yùn)行信息，將其傳送到計(jì)算機(jī)，并通過具體程序進(jìn)行分析。在出現(xiàn)偏差的情況下，應(yīng)采取有針對性的控制措施。智能控制技術(shù)的應(yīng)用還可以減少后續(xù)維護(hù)工作量。當(dāng)壓縮機(jī)滾筒的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，顯示器會(huì)提醒工作人員暫停滾筒運(yùn)行，按照規(guī)定進(jìn)行良好的維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)用該機(jī)制可以避免源輥質(zhì)量問題，避免重大維修情況。此外，如果壓縮機(jī)滾筒運(yùn)行階段出現(xiàn)異常，顯示器還會(huì)顯示故障信息，技術(shù)人員可在信息指導(dǎo)下進(jìn)行深入分析，并采取有針對性的處理措施，盡快使壓縮機(jī)滾筒恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

4.3智能控制技術(shù)在推土機(jī)中的應(yīng)用

一般情況下，推土機(jī)作業(yè)環(huán)境相對較差，危險(xiǎn)程度高，若操作控制不當(dāng)很容易發(fā)生安全事故。因此，為進(jìn)一步提升推土機(jī)的作業(yè)效率和安全性能，運(yùn)用智能化控制技術(shù)一定程度上緩解了以上問題的發(fā)生。眾所周知，傳統(tǒng)的推土機(jī)作業(yè)方式主要是機(jī)械設(shè)備人員和測量人員密切配合，智能化水平相對較低，且具有作業(yè)強(qiáng)度大、投入成本高等明顯劣勢。若機(jī)械設(shè)備人員和測量人員配合出現(xiàn)問題，會(huì)嚴(yán)重制約著工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。目前，智能控制技術(shù)中的激光2D智能找平系統(tǒng)在推土機(jī)控制中最為常見，主要是利用激光發(fā)射器在施工項(xiàng)目作業(yè)區(qū)高程位置建立水平面或者坡面，并安裝到推土機(jī)智能接收終端設(shè)備上，從而精確定位和測量基準(zhǔn)面的高程差。此外，推土機(jī)激光接收器能夠?qū)崟r(shí)接收外部環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，全面掌握推土機(jī)的位置及高程差，從而智能化控制推土機(jī)設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，智能控制技術(shù)組在推土機(jī)設(shè)備中的創(chuàng)新應(yīng)用，可摒棄傳統(tǒng)的人工操作方式，無需施工人員到現(xiàn)場進(jìn)行放線，只需要控制智能系統(tǒng)合理確定高程位置即可，且精確度可控制在厘米范圍。譬如，在某個(gè)建筑工程項(xiàng)目上，在推土機(jī)內(nèi)部設(shè)置激光發(fā)射器，操作室內(nèi)部設(shè)置激光接收器，施工作業(yè)效率明顯提高。相關(guān)參數(shù)如下：施工作業(yè)效率提升了23.1%，工程效益提升了19.4%，機(jī)械可靠性提升了14.2%，機(jī)械安全性12.3%。

結(jié)束語

現(xiàn)代工程機(jī)械在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中已經(jīng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而且隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的智能化和控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，則極大地提升了工程機(jī)械的自動(dòng)化和智能化水平，有力地促進(jìn)了工程機(jī)械正常運(yùn)行時(shí)的效率和安全性，同時(shí)在一定的程度上減少了工程機(jī)械的成本和能耗。

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