智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用

陳曉春

摘 要：在我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展背景下，工程機(jī)械的相關(guān)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，在工程機(jī)械的發(fā)展歷程中，工程機(jī)械控制逐漸成為其中重要的組成部分。與傳統(tǒng)、落后的工程機(jī)械相比較而言，新型的工程機(jī)械正在向著高效化、集約化、環(huán)?；确矫孢M(jìn)行拓展。在工程機(jī)械的發(fā)展中，工程機(jī)械的控制十分重要，不僅關(guān)系到工程機(jī)械的靈活應(yīng)用，更與工程機(jī)械的安全性能之間存在密切聯(lián)系。筆者將在該文對(duì)工程機(jī)械的智能化發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并借此探討工程機(jī)械控制中智能控制技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械 智能控制技術(shù) 控制 現(xiàn)狀 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0010-02

目前，我國的工程機(jī)械水平已經(jīng)達(dá)到了較高的發(fā)展水平，也取得了較好的發(fā)展成果。伴隨智能化技術(shù)的不斷普及和廣泛應(yīng)用，工程機(jī)械控制與智能控制技術(shù)相結(jié)合也是未來主要的發(fā)展方向。將工程機(jī)械控制與智能控制的具體技術(shù)相結(jié)合之后，可以形成一個(gè)更為完善、科學(xué)、智能的控制系統(tǒng)，并且使處于該控制系統(tǒng)內(nèi)部的每個(gè)控制單元都可以實(shí)現(xiàn)互相溝通，確保工程機(jī)械控制在信息化基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)向精細(xì)化控制發(fā)展的相應(yīng)目標(biāo)。只有這樣，才能確保工程機(jī)械控制逐漸向智能控制、分布控制等方向發(fā)展，進(jìn)而逐步提升我國的工程機(jī)械控制水平。

1 工程機(jī)械智能化的發(fā)展

工程機(jī)械的自身特點(diǎn)在于其使用的安全性、精準(zhǔn)性及可靠性，在工程機(jī)械中，自動(dòng)化系統(tǒng)是較為重要的控制系統(tǒng)。但是，工程機(jī)械的自動(dòng)化一般都被外國的先進(jìn)公司壟斷。工程機(jī)械的智能化發(fā)展，更為看重的是網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)與人性化特點(diǎn)，與傳統(tǒng)類型的工程機(jī)械相比，智能化性質(zhì)的工程機(jī)械不僅要將高效處理與便捷應(yīng)用作為運(yùn)行目標(biāo)，還需要對(duì)本地功能進(jìn)行嚴(yán)格、有效的控制，還要將遠(yuǎn)程性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)通信等納入其中，實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接性質(zhì)的即時(shí)交互。

目前，我國工程機(jī)械智能化的發(fā)展仍處于起步階段，三一重工等在相關(guān)研究中取得了較為突出的成績(jī)。在道路施工機(jī)械的研究中，裝載機(jī)等系統(tǒng)均得到了智能化發(fā)展，并且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性和連續(xù)性較強(qiáng)的作業(yè)操作，但是，要想確保工程機(jī)械控制的智能化技術(shù)得到順利應(yīng)用，還需要相關(guān)人員對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步的論證分析。

2 在工程機(jī)械控制中如何應(yīng)用智能控制技術(shù)

在目前應(yīng)用的工程機(jī)械中，根據(jù)其主要的應(yīng)用目的，可以將其分為兩個(gè)類別。其一為不要求操作及運(yùn)行質(zhì)量的工程機(jī)械，此類型工程機(jī)械的特點(diǎn)為作業(yè)介質(zhì)存在明顯的不均勻特點(diǎn)，施工作業(yè)也不存在任何規(guī)范性，施工具體載荷會(huì)出現(xiàn)明顯的變化。這一類工程機(jī)械會(huì)將動(dòng)力作為具體的性能指標(biāo)，也很看重燃油消耗情況及施工作業(yè)的具體生產(chǎn)率。其二為對(duì)于施工作業(yè)的質(zhì)量有明確要求的工程機(jī)械，這類工程機(jī)械的特點(diǎn)就是施工介質(zhì)較為均勻，且具體的工作裝置與相關(guān)介質(zhì)之間的互相作用產(chǎn)生的負(fù)荷值較為穩(wěn)定。此類型的工程機(jī)械最為看重的是施工作業(yè)的整體質(zhì)量，其次分別為動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及具體的施工生產(chǎn)率等，筆者將在下文對(duì)此分別作簡(jiǎn)要分析。

2.1 挖掘機(jī)的智能控制

目前，挖掘機(jī)的智能控制策略一般分為兩種形式：一種形式為負(fù)載控制；另一種形式則為動(dòng)力控制。負(fù)載控制形式的挖掘機(jī)，其內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)在輸出功率保持一定狀態(tài)的情況之下，內(nèi)部的負(fù)載系統(tǒng)會(huì)對(duì)動(dòng)力輸出進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，具有十分明顯的按勞分配特點(diǎn)。而動(dòng)力控制形式的挖掘機(jī)，其內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)根據(jù)挖掘機(jī)實(shí)際的作業(yè)情況為其提供必要的動(dòng)力輸出，帶有極為明顯的按需分配性質(zhì)。

將智能控制技術(shù)與挖掘機(jī)相結(jié)合，可以有效提高挖掘機(jī)的應(yīng)用效率。此前，在挖掘機(jī)上安裝相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)與主泵控制系統(tǒng)，可以有效提高挖掘機(jī)內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)的自身功率，使其更為適應(yīng)挖掘機(jī)的液壓功率，確保挖掘機(jī)可以進(jìn)行極為高效的運(yùn)行。相關(guān)人員利用智能控制技術(shù)，結(jié)合挖掘機(jī)自身的荷載情況，可以對(duì)主泵自身的輸出功率進(jìn)行及時(shí)、有效的調(diào)節(jié)，并且可以合理改善挖掘機(jī)的燃油量等。智能控制技術(shù)可以確保挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油門部位存在較多的檔位，確保主泵的平穩(wěn)性和控制性。這樣一來，若是挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)不需要較多的液壓油流量，智能性較強(qiáng)的控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)降低挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體轉(zhuǎn)速。

除了上述類型的挖掘機(jī)智能控制技術(shù)之外，ITCS系統(tǒng)也是其中較為重要的一類智能控制技術(shù)系統(tǒng)。此類型的智能控制技術(shù)可以利用模糊邏輯的相關(guān)理論，對(duì)施工作業(yè)的類型進(jìn)行識(shí)別，還可以對(duì)挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控，并且對(duì)挖掘機(jī)內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)的具體轉(zhuǎn)速等進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。該智能控制技術(shù)可以在低負(fù)荷的狀態(tài)下有效降低挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保挖掘機(jī)施工的精準(zhǔn)程度。此外，該智能控制技術(shù)還可以對(duì)挖掘機(jī)本身的工作地點(diǎn)、具體的工作情況及挖掘機(jī)的運(yùn)行信息等進(jìn)行遠(yuǎn)程輸送，確保相關(guān)用戶利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等獲得挖掘機(jī)的最新工作信息。

2.2 壓路機(jī)的智能控制

除了挖掘機(jī)之外，目前，很多壓路機(jī)在運(yùn)行中也會(huì)與智能控制技術(shù)相結(jié)合。將智能控制技術(shù)用于壓路機(jī)中，最早見于20世紀(jì)的80年代。最早的智能類型壓路機(jī)在運(yùn)行中應(yīng)用了歐米伽計(jì)這一技術(shù)，該技術(shù)是一種智能型的測(cè)量技術(shù)，由加速度傳感器及顯示表、電子單元等共同構(gòu)成。壓路機(jī)振動(dòng)輪的具體加速度主要是隨著施工環(huán)境中土壤的硬度而產(chǎn)生改變的，土壤硬度越高，壓路機(jī)振動(dòng)輪的加速度就會(huì)越大。但是，該類型智能技術(shù)存在明顯的應(yīng)用劣勢(shì)，就是相關(guān)人員無法利用該技術(shù)對(duì)壓路機(jī)自身予以充分的控制。

目前，壓路機(jī)的智能控制技術(shù)已經(jīng)包括BCMO3系統(tǒng)，該技術(shù)可以將壓路機(jī)的所有信息傳送到微機(jī)客戶端，相關(guān)人員利用相應(yīng)的程序技術(shù)就可以對(duì)壓路機(jī)的運(yùn)行等進(jìn)行及時(shí)的分析與處理。將該智能技術(shù)與壓路機(jī)結(jié)合之后，在進(jìn)行保養(yǎng)及維護(hù)工作的時(shí)候，若是壓路機(jī)工作到預(yù)設(shè)的極限時(shí)間或是某指標(biāo)超出了預(yù)設(shè)值，相應(yīng)的顯示器就會(huì)及時(shí)進(jìn)行提醒，并幫助相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)處理。在壓路機(jī)出現(xiàn)故障反應(yīng)的時(shí)候，智能系統(tǒng)中的顯示器會(huì)對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)顯示，并告知相關(guān)人員所發(fā)生故障的基本類型及具體的解決方法等。此外，壓路機(jī)的操作人員在應(yīng)用該項(xiàng)智能技術(shù)之后，可以直接利用系統(tǒng)中的顯示器及時(shí)觀察工作中每一個(gè)被壓實(shí)路段的壓實(shí)狀況。這樣一來，壓路機(jī)的操作人員可以對(duì)具體工作的效果進(jìn)行直觀觀察，進(jìn)而確保路段壓實(shí)的整體質(zhì)量，避免出現(xiàn)不合格之處。

3 結(jié)語

智能控制技術(shù)就是指帶有一定智能行為的關(guān)鍵技術(shù)，智能控制技術(shù)可以利用人工智能方式對(duì)帶有較強(qiáng)復(fù)雜性、隨機(jī)性的相關(guān)問題進(jìn)行更為精準(zhǔn)的描繪和解決，具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力。將智能控制技術(shù)與工程機(jī)械控制相結(jié)合，可以有效解決和適應(yīng)多種類型的復(fù)雜問題。智能控制技術(shù)可以利用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型等，為工程機(jī)械控制選擇最優(yōu)控制方法，并且針對(duì)存在的不確定性問題等幫助工程機(jī)械控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。筆者在該文中對(duì)工程機(jī)械智能化自身具體的發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)析，并以挖掘機(jī)、壓路機(jī)設(shè)備為例，分析了智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用，望能給相關(guān)人士提供科學(xué)參考。

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