計算機智能控制技術在工程機械領域中的應用研究

趙漢滋

（山東省青島市第二中學，山東 青島 2 6 6 0 6 1）

計算機智能控制技術在工程機械領域中的應用研究

趙漢滋

（山東省青島市第二中學，山東 青島 2 6 6 0 6 1）

近年來，在工程機械正朝著計算機智能控制方向發(fā)展，在提高工程機械的質量的同時，還促進了相關行業(yè)的發(fā)展。本文分析了工程機械領域中自動化應用出現(xiàn)的問題，并且對計算機智能控制技術在工程機械領域中的應用進行了研究。

計算機智能控制技術；工程機械；應用研究

工程機械領域是對工程建設中所需的施工機械的總稱，主要包括了建筑類、水利電力類、道路港口類以及國防建設類，工程機械是裝備工業(yè)的重要組成部分，更在一定程度上影響著我國的發(fā)展建設。近年來隨著社會的不斷發(fā)展，為了滿足人民日益增長的生活生產需求，要不斷的加大工程機械作業(yè)量，以往落后的制造方式已不能滿足巨大的機械量需求。因此，我國的工程機械業(yè)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。不僅如此，由于人工制造時的安全系數較低，所以會出現(xiàn)安全事故，制造工作人員的人身安全得不到保障。因此依靠計算機智能控制技術是工程機械發(fā)展的必經之路。

1 工程機械領域自動化應用出現(xiàn)的狀態(tài)和問題

工程機械自動化指的是將計算機智能系統(tǒng)導入工程機械制造系統(tǒng)中，還應該將人工智能因素加入計算機系統(tǒng)中，從而促進機械具有人腦智能因素，提高機械適應能力。在近年來，隨著網絡在人類生活中的占比越來越重，人類社會各領域信息化的加深，伴隨人類活動產生的信息在數量、傳遞能力和傳遞速度也在急速增長，給人類生活帶來便利的同時，對信息安全性也帶來了前所未有的巨大考驗。在自動化應用中，還要求將工程機械制造的每個環(huán)節(jié)結合到一個界面，由較少的人力進行計算機控制，從而可以避免施工人員出現(xiàn)安全問題，還可以減少勞動力成本，方便員工操作，提高機械精密度和質量。

1.1 挖掘機的發(fā)展

挖掘機是施工時的常見設備，擔任著工作精密度要求較高的操作，所以在作業(yè)中往往需要大量的工作負荷。挖掘工作者會出現(xiàn)操作失誤，不僅延長工作期，降低工作質量，還會威脅到自身安全。而智能化系統(tǒng)能利用計算機檢測功能對工作目標進行鎖定，然后科學的計算鏟斗在施工時會遇到的阻力，最后選擇合適的功率進行工作，從而提高作業(yè)科學性，提高工作效率。

1.2 自動裝卸機

裝卸機是工程施工中的基礎設備，由于自動裝卸機屬于高智能機械產物，目前只有少數國家掌握了這項技術。自動裝卸機是一項全程不需要人工的全自動設備，主要結合運用了G P S技術和激光傳感設備，從而控制裝卸車可進行無人駕駛和自動裝卸。

2 工程機械的智能化控制的研究

2.1 對作業(yè)對象的智能自動識別

在工程機械智能化控制的發(fā)展中，對作業(yè)對象的信息進行準確無誤的識別是實現(xiàn)智能控制的基礎環(huán)節(jié)。主要包括了：超聲波傳感技術、自動識別技術以及激光掃描技術。

超聲波傳感技術主要運用于難以進行直接測量的情況。利用超聲波進行距離的測量。首先將超聲波從聲波發(fā)射器中發(fā)射出，當聲波到達指定的目

的地時，再原路返回，從而依靠計算機智能計算系統(tǒng)計算出超聲波往返所用時間，最后確定距離數據。

自動識別技術指的是依靠計算機智能控制系統(tǒng)，對具體機械作業(yè)環(huán)節(jié)進行完整的控制，包括其運作功率、轉動軌跡、作業(yè)力度等。由計算機控制系統(tǒng)內部進行每個環(huán)節(jié)的指令操作，從而實現(xiàn)對其的工作控制。

激光掃描技術也是距離測量手段，較超聲波技術來說，激光掃描技術的測量精準度更高，但也受環(huán)境影響較大。在粉塵較多的環(huán)境中，激光的傳輸速率降低，從而掃描技術的準確性會受到嚴重的影響。因此在作業(yè)時應該對環(huán)境進行考察和研究后，再決定具體的測量手段。

2.2 作業(yè)環(huán)境的智能適應度

在工程機械作業(yè)中，常常會受到環(huán)境的影響而改變施工作業(yè)參數，因此造成許多不必要的麻煩。在計算機智能控制技術中，就要求智能機械應該具有對外界環(huán)境較強的適應能力，能在環(huán)境變化中及時做出反應，從而提高工程機械的質量。

工程的適用性主要是對導航系統(tǒng)的利用。導航系統(tǒng)主要包括了編碼器、回轉儀等設備，是利用傳感器組合進行對目標的導航。不僅可以合理的規(guī)劃出完善的運轉方向，還可以在運轉的過程中調節(jié)合理的運作速度。在運作的過程中，還需要配合外部的傳感器一起進行使用。這是為了避免在運作中內部傳感器出現(xiàn)的數據誤差對整個工程的影響，提高數據的精確度，保證作業(yè)的科學性。在導航系統(tǒng)中，傳感器需要對運作軌跡進行實時的記錄和檢測，并且及時的找出移動中出現(xiàn)的錯誤位置，并且在錯誤的位置鋪設電磁，電磁在產生磁場后就會使設備在下次運作中避開錯誤的位置，回到正規(guī)上。此外還有一項光學反射技術，這項技術在黑暗的環(huán)境中具有強大的優(yōu)勢，因此光學反射技術一般運用于無光的地下工程中。首先是通過光線反射原理來對設備運轉軌跡進行跟蹤，為了保證運轉的嚴密運行還應該在軌道較為復雜的彎道處進行標記，從而避免出現(xiàn)工作失誤。

3 挖掘機的計算機智能控制技術實例

計算機智能控制技術(I C T:I n t e l l i g e n t C o n t r o l T e c h n o l o g y)是控制理論發(fā)展的新階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。結合計算機智能控制技術中的模糊邏輯控制、神經網絡控制、專家系統(tǒng)、學習控制、分層遞階控制、遺傳算法等，來實現(xiàn)現(xiàn)代化的管理與控制。比如，挖掘機的計算機智能控制技術主要是對挖掘機的功率進行控制。在挖掘機工作時，工作人員首先應該對挖掘機的工作參數進行科學的設置，從而保證挖掘機能在指定的最大功率和損耗最小的情況下，持續(xù)穩(wěn)定的運作。當挖掘土壤較硬時，挖掘智能控制系統(tǒng)就能自動的檢測出土壤的硬度，然后根據計算機的數據計算進行功率調節(jié)，從而保證了施工的順利進行。

計算機智能控制技術中包含的技術較多，主要有電子技術、微機原理和接口技術、C語言程序設計、單片機基本原理、單片機C程序設計、智能產品設計與應用、A RM設計與應用等，將計算機智能控制技術應用在工程機械領域中，利用動力適應控制將挖掘機的工作環(huán)境進行數據性分析，然后計算機傳達出數據指令。動力適應控制是一項可以有效避免人工操作局限性的技術，還可以利用精確的數據，促使挖掘機以最佳狀態(tài)進行工作。從而使得挖掘機能提高工作適用性，達到提高工程質量的結果?，F(xiàn)代挖掘機主要是通過液壓系統(tǒng)來進行作業(yè)。計算機智能系統(tǒng)可以通過對液壓系統(tǒng)的參數設定來控制其吸收輸油能力，從而進一步的提高挖掘機的工作合理性和準確度。

4 結語

智能控制技術使工程能在計算機運轉中高效安全的進行，不僅能提高工程的質量，還可以減少勞動力，降低人工成本，提高工程效益，因此計算機智能控制技術是工程機械領域發(fā)展的趨勢。隨著信息時代的到來，計算機智能控制技術也在不斷的發(fā)展，只有不斷的對其進行探討研究，才能促進發(fā)展，提高企業(yè)的發(fā)展效益，同時為社會的發(fā)展做出更大的貢獻。

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