智能控制技術在工程機械控制中的應用效果

劉繼偉

【摘 要】在我國經濟的快速發展背景下，工程機械的相關技術也得到了迅速發展，在工程機械的發展歷程中，工程機械控制逐漸成為其中重要的組成部分。與傳統、落后的工程機械相比較而言，新型的工程機械正在向著高效化、集約化、環保化等方面進行拓展。在工程機械的發展中，工程機械的控制十分重要，不僅關系到工程機械的靈活應用，更與工程機械的安全性能之間存在密切聯系。筆者將在該文對工程機械的智能化發展進行簡要分析，并借此探討工程機械控制中智能控制技術的具體應用。

【關鍵詞】智能控制技術；工程機械；應用效果

科技的快速發展使智能化技術在工程機械得到了廣泛應用，并且從實際應用情況來看，也取得了不錯的成績。現階段，工程機械制造行業是我國經濟發展中的一個支柱行業，其發展水平會對我國的經濟發展產生直接影響。通過對工程機械制造業進行分析可以發現，該行業比較復雜，涉及到的內容較多，要想確保其健康發展，要提升智能化技術在工程機械中的具體應用水平，這也是當前工程機械行業中一項重點內容。

1工程機械自動化應用現狀

智能化控制其實就是將人工智能系統引進到了機械控制當中，相對于傳統的人工機械操作來說，智能化系統在一定程度上添加了人腦的某些因素，使機械有了很好的適應能力。智能化的網絡結構將機械的每個環節例如發動機、剎車系統、空調系統都納入到了一個界面之上，工作人員只需要下達相應的指令即可進行施工，不需要繁雜的技術操作，不僅僅方便了施工人員的操作，而且操作的質量也會有所提升[1]。下面就常用的幾種智能化控制機械進行介紹：

1.1鑿巖車

鑿巖車是石料開采工程中的重要機械，傳統的機械在開鑿之前需要對土質進行測驗，然后根據測驗的相關數據決定機械的運行參數。智能化控制技術在鑿巖車上的使用可以簡化之前的準備環節，設備能夠根據自身的運行狀況進行自主調整例如鉆進速度、回旋速率，操作人員不需要置身于具體的操作當中，只需要對機械進行監控即可。

1.2自動裝卸車

自動裝卸車是智能化控制機械的高端產物，目前也只是在某些先進的西方國家中出現，自動裝卸車的控制全程不需要人工的參與，實現了無人駕駛的目的。它的使用原理主要是通過激光傳感設備與GPS技術的融合，促使裝卸車的自動作業。

1.3挖掘機

挖掘機的工作負荷量往往會比較大，對操作的精準度也有很高的要求。操作失誤不僅會使施工的質量無法達標，甚至會影響到施工人員的人身安全。智能化系統能夠對挖掘機的工作目標進行測定，根據鏟斗在施工中所遇阻力的大小選擇挖掘機的運行功率，很大程度上的提升了工作效率。

1.4壓路機

與鑿巖機相似，壓路機在進行碾壓施工之前也需要對實際的現場情況進行人工測量，測量的主要內容有瀝青的溫度、鋪設的厚度等，然后根據實際測量的數據決定壓路機的運行參數和碾壓次數。智能化系統能夠對路面的溫度、硬度等因素進行測量，自動匹配設備運行的參數，簡化了施工之前的測量環節。

2在工程機械控制中如何應用智能控制技術

在目前應用的工程機械中，根據其主要的應用目的，可以將其分為兩個類別。其一為不要求操作及運行質量的工程機械，此類型工程機械的特點為作業介質存在明顯的不均勻特點，施工作業也不存在任何規范性，施工具體載荷會出現明顯的變化。這一類工程機械會將動力作為具體的性能指標，也很看重燃油消耗情況及施工作業的具體生產率。其二為對于施工作業的質量有明確要求的工程機械，這類工程機械的特點就是施工介質較為均勻，且具體的工作裝置與相關介質之間的互相作用產生的負荷值較為穩定。此類型的工程機械最為看重的是施工作業的整體質量，其次分別為動力、經濟指標及具體的施工生產率等，筆者將在下文對此分別作簡要分析。

2.1 挖掘機的智能控制

目前，挖掘機的智能控制策略一般分為兩種形式：一種形式為負載控制；另一種形式則為動力控制。負載控制形式的挖掘機，其內部發動機在輸出功率保持一定狀態的情況之下，內部的負載系統會對動力輸出進行相應調節，具有十分明顯的按勞分配特點。而動力控制形式的挖掘機，其內部的發動機會根據挖掘機實際的作業情況為其提供必要的動力輸出，帶有極為明顯的按需分配性質。

將智能控制技術與挖掘機相結合，可以有效提高挖掘機的應用效率。此前，在挖掘機上安裝相應的發動機主泵控制系統，可以有效提高挖掘機內部發動機的自身功率，使其更為適應挖掘機的液壓功率，確保挖掘機可以進行極為高效的運行。相關人員利用智能控制技術，結合挖掘機自身的荷載情況，可以對主泵自身的輸出功率進行及時、有效的調節，并且可以合理改善挖掘機的燃油量等。智能控制技術可以確保挖掘機的發動機油門部位存在較多的檔位，確保主泵的平穩性和控制性。這樣一來，若是挖掘機的發動機不需要較多的液壓油流量，智能性較強的控制系統會自動降低挖掘機發動機的具體轉速。

除了上述類型的挖掘機智能控制技術之外，ITCS系統也是其中較為重要的一類智能控制技術系統。此類型的智能控制技術可以利用模糊邏輯的相關理論，對施工作業的類型進行識別，還可以對挖掘機的發動機進行相應的監控，并且對挖掘機內部發動機的具體轉速等進行科學調整。該智能控制技術可以在低負荷的狀態下有效降低挖掘機的轉速，確保挖掘機施工的精準程度。此外，該智能控制技術還可以對挖掘機本身的工作地點、具體的工作情況及挖掘機的運行信息等進行遠程輸送，確保相關用戶利用互聯網技術等獲得挖掘機的最新工作信息。

2.2 壓路機的智能控制

除了挖掘機之外，目前，很多壓路機在運行中也會與智能控制技術相結合。將智能控制技術用于壓路機中，最早見于20世紀的80年代。最早的智能類型壓路機在運行中應用了歐米伽計這一技術，該技術是一種智能型的測量技術，由加速度傳感器及顯示表、電子單元等共同構成。壓路機振動輪的具體加速度主要是隨著施工環境中土壤的硬度而產生改變的，土壤硬度越高，壓路機振動輪的加速度就會越大。但是，該類型智能技術存在明顯的應用劣勢，就是相關人員無法利用該技術對壓路機自身予以充分的控制。

目前，壓路機的智能控制技術已經包括BCMO3系統，該技術可以將壓路機的所有信息傳送到微機客戶端，相關人員利用相應的程序技術就可以對壓路機的運行等進行及時的分析與處理。將該智能技術與壓路機結合之后，在進行保養及維護工作的時候，若是壓路機工作到預設的極限時間或是某指標超出了預設值，相應的顯示器就會及時進行提醒，并幫助相關人員對其進行維護處理。在壓路機出現故障反應的時候，智能系統中的顯示器會對故障進行及時顯示，并告知相關人員所發生故障的基本類型及具體的解決方法等。此外，壓路機的操作人員在應用該項智能技術之后，可以直接利用系統中的顯示器及時觀察工作中每一個被壓實路段的壓實狀況。這樣一來，壓路機的操作人員可以對具體工作的效果進行直觀觀察，進而確保路段壓實的整體質量，避免出現不合格之處。

結束語

將智能控制技術與工程機械控制相結合，能夠有效處理和適應多種類型的復雜問題。智能控制技術能夠使用相關的數學模型等，為工程機械控制挑選最優控制方法，而且針對存在的不確定性問題等幫助工程機械控制系統到達預期目標。

參考文獻：

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

[2]張宏.智能控制技術在工程機械上的應用[J].徐工研究院.2012（07）

（作者單位：核工業煙臺同興實業集團有限公司）