計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

趙漢滋

（山東省青島市第二中學(xué)，山東 青島 2 6 6 0 6 1）

計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

趙漢滋

（山東省青島市第二中學(xué)，山東 青島 2 6 6 0 6 1）

近年來，在工程機(jī)械正朝著計(jì)算機(jī)智能控制方向發(fā)展，在提高工程機(jī)械的質(zhì)量的同時(shí)，還促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。本文分析了工程機(jī)械領(lǐng)域中自動化應(yīng)用出現(xiàn)的問題，并且對計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)；工程機(jī)械；應(yīng)用研究

工程機(jī)械領(lǐng)域是對工程建設(shè)中所需的施工機(jī)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(shè)類，工程機(jī)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(shè)。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(chǎn)需求，要不斷的加大工程機(jī)械作業(yè)量，以往落后的制造方式已不能滿足巨大的機(jī)械量需求。因此，我國的工程機(jī)械業(yè)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。不僅如此，由于人工制造時(shí)的安全系數(shù)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(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)是工程機(jī)械發(fā)展的必經(jīng)之路。

1 工程機(jī)械領(lǐng)域自動化應(yīng)用出現(xiàn)的狀態(tài)和問題

工程機(jī)械自動化指的是將計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)導(dǎo)入工程機(jī)械制造系統(tǒng)中，還應(yīng)該將人工智能因素加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，從而促進(jìn)機(jī)械具有人腦智能因素，提高機(jī)械適應(yīng)能力。在近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)在人類生活中的占比越來越重，人類社會各領(lǐng)域信息化的加深，伴隨人類活動產(chǎn)生的信息在數(shù)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(shí)，對信息安全性也帶來了前所未有的巨大考驗(yàn)。在自動化應(yīng)用中，還要求將工程機(jī)械制造的每個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合到一個(gè)界面，由較少的人力進(jìn)行計(jì)算機(jī)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(jī)械精密度和質(zhì)量。

1.1 挖掘機(jī)的發(fā)展

挖掘機(jī)是施工時(shí)的常見設(shè)備，擔(dān)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(fù)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(zhì)量，還會威脅到自身安全。而智能化系統(tǒng)能利用計(jì)算機(jī)檢測功能對工作目標(biāo)進(jìn)行鎖定，然后科學(xué)的計(jì)算鏟斗在施工時(shí)會遇到的阻力，最后選擇合適的功率進(jìn)行工作，從而提高作業(yè)科學(xué)性，提高工作效率。

1.2 自動裝卸機(jī)

裝卸機(jī)是工程施工中的基礎(chǔ)設(shè)備，由于自動裝卸機(jī)屬于高智能機(jī)械產(chǎn)物，目前只有少數(shù)國家掌握了這項(xiàng)技術(shù)。自動裝卸機(jī)是一項(xiàng)全程不需要人工的全自動設(shè)備，主要結(jié)合運(yùn)用了G P S技術(shù)和激光傳感設(shè)備，從而控制裝卸車可進(jìn)行無人駕駛和自動裝卸。

2 工程機(jī)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(jī)械智能化控制的發(fā)展中，對作業(yè)對象的信息進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的識別是實(shí)現(xiàn)智能控制的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。主要包括了：超聲波傳感技術(shù)、自動識別技術(shù)以及激光掃描技術(shù)。

超聲波傳感技術(shù)主要運(yùn)用于難以進(jìn)行直接測量的情況。利用超聲波進(jìn)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(dāng)聲波到達(dá)指定的目

的地時(shí)，再原路返回，從而依靠計(jì)算機(jī)智能計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算出超聲波往返所用時(shí)間，最后確定距離數(shù)據(jù)。

自動識別技術(shù)指的是依靠計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)，對具體機(jī)械作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行完整的控制，包括其運(yùn)作功率、轉(zhuǎn)動軌跡、作業(yè)力度等。由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行每個(gè)環(huán)節(jié)的指令操作，從而實(shí)現(xiàn)對其的工作控制。

激光掃描技術(shù)也是距離測量手段，較超聲波技術(shù)來說，激光掃描技術(shù)的測量精準(zhǔn)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(shù)的準(zhǔn)確性會受到嚴(yán)重的影響。因此在作業(yè)時(shí)應(yīng)該對環(huán)境進(jìn)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(yīng)度

在工程機(jī)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(shù)，因此造成許多不必要的麻煩。在計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)中，就要求智能機(jī)械應(yīng)該具有對外界環(huán)境較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能在環(huán)境變化中及時(shí)做出反應(yīng)，從而提高工程機(jī)械的質(zhì)量。

工程的適用性主要是對導(dǎo)航系統(tǒng)的利用。導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括了編碼器、回轉(zhuǎn)儀等設(shè)備，是利用傳感器組合進(jìn)行對目標(biāo)的導(dǎo)航。不僅可以合理的規(guī)劃出完善的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，還可以在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中調(diào)節(jié)合理的運(yùn)作速度。在運(yùn)作的過程中，還需要配合外部的傳感器一起進(jìn)行使用。這是為了避免在運(yùn)作中內(nèi)部傳感器出現(xiàn)的數(shù)據(jù)誤差對整個(gè)工程的影響，提高數(shù)據(jù)的精確度，保證作業(yè)的科學(xué)性。在導(dǎo)航系統(tǒng)中，傳感器需要對運(yùn)作軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄和檢測，并且及時(shí)的找出移動中出現(xiàn)的錯(cuò)誤位置，并且在錯(cuò)誤的位置鋪設(shè)電磁，電磁在產(chǎn)生磁場后就會使設(shè)備在下次運(yùn)作中避開錯(cuò)誤的位置，回到正規(guī)上。此外還有一項(xiàng)光學(xué)反射技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在黑暗的環(huán)境中具有強(qiáng)大的優(yōu)勢，因此光學(xué)反射技術(shù)一般運(yùn)用于無光的地下工程中。首先是通過光線反射原理來對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡進(jìn)行跟蹤，為了保證運(yùn)轉(zhuǎn)的嚴(yán)密運(yùn)行還應(yīng)該在軌道較為復(fù)雜的彎道處進(jìn)行標(biāo)記，從而避免出現(xiàn)工作失誤。

3 挖掘機(jī)的計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)實(shí)例

計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)(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(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。結(jié)合計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)中的模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制、分層遞階控制、遺傳算法等，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的管理與控制。比如，挖掘機(jī)的計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)主要是對挖掘機(jī)的功率進(jìn)行控制。在挖掘機(jī)工作時(shí)，工作人員首先應(yīng)該對挖掘機(jī)的工作參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，從而保證挖掘機(jī)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(yùn)作。當(dāng)挖掘土壤較硬時(shí)，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(jù)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，從而保證了施工的順利進(jìn)行。

計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)中包含的技術(shù)較多，主要有電子技術(shù)、微機(jī)原理和接口技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)基本原理、單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)、智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用、A RM設(shè)計(jì)與應(yīng)用等，將計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)應(yīng)用在工程機(jī)械領(lǐng)域中，利用動力適應(yīng)控制將挖掘機(jī)的工作環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)性分析，然后計(jì)算機(jī)傳達(dá)出數(shù)據(jù)指令。動力適應(yīng)控制是一項(xiàng)可以有效避免人工操作局限性的技術(shù)，還可以利用精確的數(shù)據(jù)，促使挖掘機(jī)以最佳狀態(tài)進(jìn)行工作。從而使得挖掘機(jī)能提高工作適用性，達(dá)到提高工程質(zhì)量的結(jié)果。現(xiàn)代挖掘機(jī)主要是通過液壓系統(tǒng)來進(jìn)行作業(yè)。計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)可以通過對液壓系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定來控制其吸收輸油能力，從而進(jìn)一步的提高挖掘機(jī)的工作合理性和準(zhǔn)確度。

4 結(jié)語

智能控制技術(shù)使工程能在計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中高效安全的進(jìn)行，不僅能提高工程的質(zhì)量，還可以減少勞動力，降低人工成本，提高工程效益，因此計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)是工程機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。隨著信息時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)也在不斷的發(fā)展，只有不斷的對其進(jìn)行探討研究，才能促進(jìn)發(fā)展，提高企業(yè)的發(fā)展效益，同時(shí)為社會的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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