智能控制技术在工程机械控制中的实践初探

智能控制技术在工程机械控制中的实践初探

李务亮

身份证号：37092119960328271X

摘要：进入新时代，我国的高速发展，带动了我国各行业领域的进步。现阶段，我国的科学技术水平不断进步，智能化控制直接影响工程机械设备的实际运用，随着当前科学技术不断更新，智能化控制逐渐成为工程机械控制的重要战场，这对于提高工程机械自动化控制水平有着非常重要的作用。智能控制技术包括专家系统、人工神经网络等，通过不同作业需求来给予不同属性。文章通过分析智能控制技术在工程机械控制中应用，以此来为相关研究人员提供参考。

关键词：智能控制技术；工程机械控制；应用对策

引言

随着科学技术的进步，第四次工业革命带来了物联网、云计算、人工智能、信息物理系统等信息化技术的迅猛发展，推动传统建筑业向“智能建造”的方向发展。智能建造目前尚未形成被广泛认可的定义，总体上可以认为是“一种基于智能科学技术和组织管理技术的新型建造模式，通过改变建筑物建造时全生命周期过程的组织方式、生产工具，使建造系统有类似于人类智能的各种能力，从而实现更安全、更高效、更优质、更快速、更绿色的建造过程”。

1电气工程自动化中的智能化技术

提高控制精度。电气工程及其自动化技术主要应用于机械设备的控制和操作，现代化的机械设备以电力驱动为主，设备的启动、停止、调节等依赖于电力能源和电力电子信号，其特点是具备一定程度的自动化运行能力，目前依然不能完全摆脱人工操作的模式。但是随着技术的不断进步，这种机械控制技术的自动化水平还将进一步提升，对人的依赖性逐年下降。智能化是电气工程及其自动化技术的新发展路径，在人工参与控制的情况下，机械设备的精确度和灵活性相对较差，智能化技术中可利用精确的电力电子信号以及软件控制模型操控相关设备，精度大幅提高。这方面的典型代表是高端数控设备。提高生产效率。提高电气工程设备的智能化水平可显著促进生产效率，在智能化水平较低的时代，电气设备、机械设备离不开人的操控，但是人不可能像机器一样全天候运行，并且人在操作的过程中还会产生疲劳感，中间要停顿休息。智能化技术的运用使电气、机械等设备的操作不再过分依赖人，甚至在有些生产场景之下实现了无人化的操作，各个生产工序间的联系更加紧密。因为智能化技术依靠强大的信息感知能力获取了生产过程中的基础数据，为系统自动化、智能化运行提供了依据，然后再借助智能化的算法程序处理数据、形成控制策略，整个过程自动、连贯。

2智能控制技术在工程机械控制中的应用

2.1智能挖机定位技术

无人驾驶的挖掘机要使用合适的技术方案替代驾驶员的作用，完成整个作业流程中的视觉定位工作，包括整机的自主驾驶和自主挖掘。自主驾驶是在整个施工环境中，根据作业任务规划自主移动到目标任务区域，需要掌握周围的环境信息以及自身所处的位置，也就是同步定位与建图技术。环境信息主要包括地形数据和障碍物数据，目前主要使用的环境信息收集技术是摄像头和激光雷达的多传感器融合技术，摄像头低成本且信息量大，但容易受光照、尘雾等的影响，而激光雷达相比相机不容易受环境影响，将两种传感器的数据融合处理，可以得到更优的效果。环境信息实时在视觉处理系统中进行识别，得到的地形数据和障碍物数据等作为路径规划条件，为机体规划一条到目标位置的合理的移动路径，再控制执行器进行移动。但环境信息不只能为路径规划提供信息，结合不同时刻的数据，还可以计算当前机体相对于环境的姿态，同时融合多种传感器的定位数据，能够做到相当精确的定位。常用于测量姿态的传感器主要有惯性测量单元，其通过内部加速度计和陀螺仪的测量，能够精确感知机身的姿态；基于载波相位差分技术，能够实时提供站点在指定坐标系中的三维定位结果，能够达到厘米级精度。

2.2在起重机中的应用

智能控制技术在起重机中的应用，主要是在深挖、开闭斗等作业上，更好地保证起重机设备受力均匀。所以，在应用智能控制技术上，是从实际情况入手，充分地了解起重机的抓斗位置，并以此来实现开闭斗的有效控制。在这其中为保证起重机工艺数据准确，就需要能够应用智能控制技术来及时校准。在作业中，智能控制系统还能够调整抓斗扭矩，以此来有效完成对各类物料的及时抓获。当前，在起重机中应用智能化程度控制技术，还能实现对其他设备构件控制。起重机中的PLC和变频调速是最为广泛的控制技术[8]。在起重机中应用变频调速控制系统，会根据具体运行情况，对各类构件进行控制，通过这样的方法更好地保证设备自身稳定。从PLC控制技术角度分析，核心要点是有效保证起重机自身系统的智能化程度，更好地控制操作的自动化。特别是在应用PLC智能控制技术上，能对机械设备规格工序和流程加以编制，从而保证起重机设备操作标准，并完善智能控制器自身设备性能，从而保证机械设备的正常使用。在一些先进的起重机设备中，也会涉及到专家系统和模糊控制系统，通过构建智能模块的方法，有效实现微操作。与此同时，在起重机中还安装一些自诊断系统，这样就能够在作业上有效诊断故障，保证各项参数的精准控制。

2.3系统故障的智能化诊断

电气工程自动化设备在运行的过程中难免会因为线路问题、电子元器件损坏等因素而出现故障，在传统的技术模式下由工程技术人员根据出故障的现象判断潜在的故障原因。但是这是基于技术人员具备丰富的经验，有些故障因素发生率很低，导致其排查难度大幅上升。因此，现代化的智能设备还在积极推进故障自动诊断的功能。例如使用了可编程控制器的设备具备实现故障自动提示的可能性，因为这些设备可自动诊断出故障成因，然后以故障代码的方式将其展示给管理人员，每一种故障码或者故障提示信息都对应着特定的问题，这样就能实现快速的故障定位。在这一过程中，PLC会调用故障模型，通过接口和云计算平台交互，获取故障信息。智能化故障诊断是一种非常实用的功能，在设计和建造智能化设备时，要积极运用这种技术。

结语

通过智能制造的升级，企业在数字化生产的基础上，打通了和其他价值链的数字通道，实现了各价值链的资源优化，并为下游客户和上游供应商带来了新的核心价值。这种价值体现在各个方面：比如为客户个性化高度按需定制的；为缩短产品上市交期协同设计与生产；为产品增值服务远程先进分析；也有为全供应链优化和供应商实现互联透明的。这让我们更加相信：第四次工业革命技术不仅可以降低企业自身成本，还能实现整个工程机械生态圈的核心价值创造。

参考文献

[1]徐鹏，祝轩，姚丁，等．沥青路面养护智能检测与决策综述［J］．中南大学学报:自然科学版，2021，52(7):2099－2117．

[2]何鸿宇，胡桂川，胡竞，等．斜拉桥缆索检测机器人设计及其动力学研究［J］．重庆科技学院学报:自然科学版，2021，23(3):61－65．

[3] 杨帆,钱东,吴志强,陆颖,孙大钧,丁珠彬.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].科学技术创新,2020(18):13-14.

[4]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.

[5]雷少梁.智能控制技术在工程机械控制中的运用研究[J].现代制造技术与装备,2020,56(10):180-181.