智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用效果

劉繼偉

【摘 要】在我國(guó)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】智能控制技術(shù)；工程機(jī)械；應(yīng)用效果

科技的快速發(fā)展使智能化技術(shù)在工程機(jī)械得到了廣泛應(yīng)用，并且從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，也取得了不錯(cuò)的成績(jī)?，F(xiàn)階段，工程機(jī)械制造行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)支柱行業(yè)，其發(fā)展水平會(huì)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生直接影響。通過(guò)對(duì)工程機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該行業(yè)比較復(fù)雜，涉及到的內(nèi)容較多，要想確保其健康發(fā)展，要提升智能化技術(shù)在工程機(jī)械中的具體應(yīng)用水平，這也是當(dāng)前工程機(jī)械行業(yè)中一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。

1工程機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀

智能化控制其實(shí)就是將人工智能系統(tǒng)引進(jìn)到了機(jī)械控制當(dāng)中，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工機(jī)械操作來(lái)說(shuō)，智能化系統(tǒng)在一定程度上添加了人腦的某些因素，使機(jī)械有了很好的適應(yīng)能力。智能化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將機(jī)械的每個(gè)環(huán)節(jié)例如發(fā)動(dòng)機(jī)、剎車系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)都納入到了一個(gè)界面之上，工作人員只需要下達(dá)相應(yīng)的指令即可進(jìn)行施工，不需要繁雜的技術(shù)操作，不僅僅方便了施工人員的操作，而且操作的質(zhì)量也會(huì)有所提升[1]。下面就常用的幾種智能化控制機(jī)械進(jìn)行介紹：

1.1鑿巖車

鑿巖車是石料開采工程中的重要機(jī)械，傳統(tǒng)的機(jī)械在開鑿之前需要對(duì)土質(zhì)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，然后根據(jù)測(cè)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)決定機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)。智能化控制技術(shù)在鑿巖車上的使用可以簡(jiǎn)化之前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，設(shè)備能夠根據(jù)自身的運(yùn)行狀況進(jìn)行自主調(diào)整例如鉆進(jìn)速度、回旋速率，操作人員不需要置身于具體的操作當(dāng)中，只需要對(duì)機(jī)械進(jìn)行監(jiān)控即可。

1.2自動(dòng)裝卸車

自動(dòng)裝卸車是智能化控制機(jī)械的高端產(chǎn)物，目前也只是在某些先進(jìn)的西方國(guó)家中出現(xiàn)，自動(dòng)裝卸車的控制全程不需要人工的參與，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛的目的。它的使用原理主要是通過(guò)激光傳感設(shè)備與GPS技術(shù)的融合，促使裝卸車的自動(dòng)作業(yè)。

1.3挖掘機(jī)

挖掘機(jī)的工作負(fù)荷量往往會(huì)比較大，對(duì)操作的精準(zhǔn)度也有很高的要求。操作失誤不僅會(huì)使施工的質(zhì)量無(wú)法達(dá)標(biāo)，甚至?xí)绊懙绞┕と藛T的人身安全。智能化系統(tǒng)能夠?qū)ν诰驒C(jī)的工作目標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)鏟斗在施工中所遇阻力的大小選擇挖掘機(jī)的運(yùn)行功率，很大程度上的提升了工作效率。

1.4壓路機(jī)

與鑿巖機(jī)相似，壓路機(jī)在進(jìn)行碾壓施工之前也需要對(duì)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行人工測(cè)量，測(cè)量的主要內(nèi)容有瀝青的溫度、鋪設(shè)的厚度等，然后根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)決定壓路機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和碾壓次數(shù)。智能化系統(tǒng)能夠?qū)β访娴臏囟?、硬度等因素進(jìn)行測(cè)量，自動(dòng)匹配設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)，簡(jiǎn)化了施工之前的測(cè)量環(huán)節(jié)。

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)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(lái)，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(wú)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(lái)，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。

結(jié)束語(yǔ)

將智能控制技術(shù)與工程機(jī)械控制相結(jié)合，能夠有效處理和適應(yīng)多種類型的復(fù)雜問題。智能控制技術(shù)能夠使用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型等，為工程機(jī)械控制挑選最優(yōu)控制方法，而且針對(duì)存在的不確定性問題等幫助工程機(jī)械控制系統(tǒng)到達(dá)預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊文剛.探討工程機(jī)械控制器與其相關(guān)控制技術(shù)[J].裝備制造技術(shù)，2015（11）：182-184.

[2]張宏.智能控制技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用[J].徐工研究院.2012（07）

（作者單位：核工業(yè)煙臺(tái)同興實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司）