智能控制技术在工程机械控制中的应用研究

智能控制技术在工程机械控制中的应用研究

陈阳

山东天元安装工程有限公司 山东 276000

摘要：随着科学技术的不断发展，工程机械领域得到了前所未有的发展机遇。现阶段，工程机械的智能化控制直接关乎机械设备的作业效率和安全可靠性，智能化控制技术逐渐成为工程机械控制的“主战场”，无疑对提升工程机械自动化控制水平和延长机械设备运行寿命具有重要作用。智能控制技术包含了专家系统、人工神经网络、模糊控制技术等子控制模块，需结合不同的作业条件和设备属性，因地制宜地在工程机械控制领域应用。笔者以推土机、压路机、挖掘机、起重机等机械设备为研究对象，系统解读了智能控制技术的本质内涵，以此为契机，阐述了智能控制技术在工程机械控制中的创新应用，旨在助力我国工程机械领域的高质量发展。

关键词：智能控制技术；工程机械控制；应用

引言

相较于传统的工程机械设备，在计算机智能控制技术的推动下，现代机械设备的自动化水平以及智能化水平有了明显的提升。这不仅提升了工程机械的适应能力，同时可以为工程机械的安全稳定运行提供了有力的保障，并且随着计算机智能控制技术的发展与完善，这种趋势会愈发明显。

1智能控制技术在工业生产中的优点

①自动适应生产环境与工艺要求。工业生产过程中的工况常常比较复杂，影响过程的因素较多，需要设计一个能够应付各种情况，且得到较好控制效果的控制器，然而传统的比例积分倒数（ProportionalIntegralDerivative，PID）调节器处理信号太简单、控制目标在生产过程中可能由于干扰量的引入发生“跳变”，被控对象输出的变化都有惯性，初始误差很大，易引起超调，很不合理。误差积分反馈的引入有很多负作用，如使闭环变得迟钝，容易使控制信号波动加大，造成系统振荡，引起调节器饱和。②提高自动化程度与作业效率。实现工业生产过程智能化的核心是构建优质的智能控制系统，将实际生产情况扩增到计算机中进行数字化处理。目前，工业生产中主要生产设施大多为分布式结构，系统各部分具有协调、重组及扩充特性，可自行组成最佳系统结构。智能控制技术的引入可以通过传感器感知信息，智能算法可以分析异常信息或进行异常处理，针对整个工艺控制过程中的故障诊断、规划决策作出反馈，保证整个系统的协同性、一致性。③保障系统安全，降低故障率。由于过程控制系统非常复杂，且需要长时间运转与工作，所以在其运转中很难避免各种问题和故障。在面对突发故障时，常常需要维修人员现场勘察诊断，费时费力。而运用智能控制技术建立专家控制系统，能够把可能发生的故障情况生成规则库，融入到计算机控制中，及时发现故障部位，迅速找出故障原因并分析，为企业快速恢复生产节省时间。

2智能控制技术在工程机械控制中的应用

2.1智能控制技术在起重机中的应用

智能控制技术和起重机控制的有机融合，主要集中在深挖、开闭斗等作业内容，保证起重机设备的受力均衡。因此，在采取智能控制技术时，立足于实际工况，实时定位和观测记录起重机的抓斗位置，在此基础上，最终实现开闭斗的智能化控制。具体而言，为充分保证起重机工艺参数的精准化是有效识别，智能控制技术实时校正和修正起重机的位置。在作业过程中，智能化控制系统还可以实现抓斗力矩的调整，较好地完成各类物料的精确抓取。当然，智能化控制技术在起重机控制中的应用，不光体现在抓斗上，同样能对机械设备其他的构件实现智能化控制。变频调速和PLC是起重机最为广泛应用的智能化控制手段。具体而言，在起重机中安装变频调速智能控制系统，结合实际的作业条件，自动变频调速起重机设备不同的构件，保证作业时设备的稳定性。从PLC智能控制技术角度进行分析，核心要义就是能够显著提升起重机设备控制系统的智能化，充分保证控制操作的自动化。尤其是PLC智能控制技术在应用过程中能够深度融合机械设备的各工序环境进行语言编码，提高起重机设备操作的标准化和流程化，同时智能控制起重机本身设备性能和负载程度，从而保证机械设备的安全性和使用年限。当然，专家系统和模糊控制技术一般会用在先进的起重机设备，构建系统的智能化控制模块。此类型模块可根据操作人员的指令进行数据化，在定量处理基础上，最终实现控制的微操作。同时，还有一些起重机设备安装了自诊断系统，在作业时能够结合运行状态及时进行故障诊断，充分保证各项运行参数的精准化控制。

2.2在挖掘机中的应用

就负载适应控制来讲，首先要保持发动机输出功率恒定，在基础上设置液压泵匹配的功率曲线。通过这种方式，能够对液压泵的吸收率进行调节，同时实现对挖掘机设备动力输出的调节。就动力适应控制来讲，是指借助自动控制模式来控制设备的动力输出，在这种模式下，挖掘机的发动机和液压系统会处于自动调节的状态下，确保作业效率和燃油消耗之间的平衡，起到更加有效的节能作用。应用以上两种控制方式，均需检测液压系统的运行参数，主要包括泵输油压力、泵控制压力以及系统流量等，并结合以上参数信息通过模糊控制理论进行计算，得出挖掘机所需的功率，然后对油门执行器发出指令，实现对挖掘机输出功率的智能化调节。从目前情况来看，在挖掘机上对计算机智能控制技术的应用比较广泛，极大地提升了挖掘机输出功率的平稳性和工作效率。

2.3智能控制技术在智能识别分拣中的应用

人工分拣速度慢，尤其是体积小、颜色形状多的产品分拣难度更大，很容易造成分拣失误。对工业生产来说，分拣速度慢意味着生产出的产品会在产线上积压，造成生产线流转不顺畅，拉低生产效率。基于智能控制技术的分拣系统应用于设备中，由智能装备研发的智能分拣机器人可通过机器视觉识别分拣取代传统人工识别分拣产线，不需要人工干预。其在保证高效率的同时也能保证货物分拣正确，分拣失误率低，不易造成产品在产线上积压。自动化分拣为企业减少了很多劳动成本，一台设备大概可取代三人，降低了企业成本。同时也加快了工业生产的进度，方便管理存储货物，确保货物分拣安全；尺寸可根据客户需求设计，极大方便了生产加工。

2.4在压路机控制中的应用

在压路机中应用计算机智能控制技术，需要借助该技术实现对铺层压实效果的检测，并结合压实度结果来控制压路机的输出功率，保障道路的压实效果。要将检测结果与设定的压实度进行对比分析，结合二者的差异来调节压路机的作业性能参数，使最终的压实效果与设定的压实度相符，保障压实的质量。压实效果的影响因素较多，会受到环境温度、铺层的厚度以及混合料的温度等因素的影响，因此对压实效果的检测需要收集大量的数据信息。同时，压路机振动轮内旋转偏心产生的振动为正弦曲线，地震振动会对曲线产生直接影响，并且这种影响与地面的硬度成正比。通过曲线分析便可掌握路面的压实度情况，并以此为依据对压路机的作业参数做出调整，最终达到最佳的压实效果。

结语

总之，智能控制技术和机械设备的有机融合，无疑对作业效率、工程效益、可靠性及安全性等方面具有重要实践作用。具体而言，智能化手段显然已成为工程机械发展的主流趋势，因此，如何利用智能化控制技术实现推土机、起重机等设备自动化控制是当前亟需解决的关键问题。充分发挥专家系统、人工神经网络、模糊控制技术的显著优势，构建数据模型或者语言程序，根据实际情况，选择合适的智能化控制技术，解决不同的控制问题。此外，随着互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的高速发展，智能控制技术为传统的工程机械设备控制转型升级奠定了坚实的基础，朝着智能化方向发展。

参考文献

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[3]李艳娜.智能控制技术在工程机械控制中的应用研究[J].产业科技创新，2020，2(35)：108-109.