計算機智能控制技術在工程機械領域中的應用分析

丁文開 袁海梅 谷春華

摘要：工程機械是指工程建設中所應用到的施工機械的總稱，在工程建設過程中發揮著至關重要的作用，關乎著施工的安全、質量以及效率等。近年來，隨著社會經濟的快速發展，工程機械作業量不斷提升，為了充分發揮工程機械的優勢和作用，計算機智能控制技術得到了廣泛的應用，極大地提升了工程機械的智能化水平，同時提升了工程機械應用的安全性與穩定性。基于此，本文分析了計算機智能控制技術的優勢，并就其在工程機械領域中的具體應用措施進行探究，僅供大家參考。

Abstract： Construction machinery refers to the general term of construction machinery used in engineering construction. It plays a vital role in the process of engineering construction and is related to the safety， quality and efficiency of construction. In recent years， with the rapid development of society and economy， the workload of construction machinery has continued to increase. In order to give full play to the advantages and functions of construction machinery， computer intelligent control technology has been widely used， which has greatly improved the level of intelligence of construction machinery. Improve the safety and stability of construction machinery applications. Based on this， this article analyzes the advantages of computer intelligent control technology， and explores its specific application measures in the field of construction machinery， for your reference only.

關鍵詞：計算機;工程機械;智能控制技術;應用

Key words： computer;engineering machinery;intelligent control technology;application

中圖分類號：F416.67? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）17-0224-02

0? 引言

相較于傳統的工程機械設備，在計算機智能控制技術的推動下，現代機械設備的自動化水平以及智能化水平有了明顯的提升。這不僅提升了工程機械的適應能力，同時可以為工程機械的安全穩定運行提供了有力的保障，并且隨著計算機智能控制技術的發展與完善，這種趨勢會愈發明顯。

1? 計算機智能控制技術的優勢與控制方法分析

1.1 計算機智能控制技術的優勢

計算機智能控制技術主要由智能控制模塊、信息反饋模塊、信息處理模塊以及決策模塊共同組成，借助計算機技術、控制理論以及人工智能技術等實現自動化控制。該技術通過對人腦計算模式的模擬，實現智能化控制，因此可以代替人力完成大量的高難度任務。借助該技術，可以解決傳統控制技術難以解決的控制應用問題，尤其在面對那些比較復雜的問題的情況下，該技術的作用和優勢更加顯著，可以憑借其較強的組織能力，通過更加接近人腦的思維方式來實現對工程機械的自動化控制，進而使其順利完成相關復雜的工作。計算機智能控制技術不僅自身的優勢十分明顯，而且在現代化管理技術的支持下，能夠實現對不同領域的管理和控制，使得該技術的優勢得到更加充分地發揮。

1.2 技術的控制方法分析

實現控制需要經歷信息收集、處理和實施三個階段。在工程機械中的應用，首先要對機械設備的液壓系統相關參數進行監測和收集，并且還要在此基礎上計算液壓系統承受的負載，實現信息的收集和處理，然后再結合計算結果以及收集的信息進入控制實施階段。例如，針對挖掘機的智能化控制，可以通過智能控制器監測和接收信息，并通過相應的算法進行計算，最終確定發動機的運行速度以及所需功率等，實現對挖掘機的智能化控制。在工程機械領域中應用智能控制技術，目的在于工程機械領域中融入智能系統，使機械設備具有人腦智能因素，進而促進機械設備適應能力的提升與運行效率，并且減少人力投入，降低施工成本投入。以挖掘機為例，在工程建設過程中，挖掘機所承擔的工作往往對操作的精密性要求較高，以往人工操作的方式難以保障挖掘機的操作精度，同時也會對操作人員提出更高的要求，還會增加操作人員的工作量。一旦出現操作失誤，很容易影響工程的質量，甚至還會導致延誤工期，并且操作失誤也會帶來一定的安全風險。而應用計算機智能控制技術，則可以有效解決以上問題，借助該技術，可以實現對工作目標數據信息的收集和處理，并通過科學的計算來準確判斷鏟斗在施工中遇到的阻力，并以此為依據合理選擇功率控制挖掘機進行工作。這樣一來，既實現了對挖掘機的自動化控制，也極大地提升了挖掘機作業的科學性，不僅可以更好地保障挖掘機的工作質量，同時也可以極大地提升挖掘機工作的效率。再以自動裝卸機為例，自動裝卸機也是計算機智能控制技術在工程機械領域中應用的典型案例，通過激光傳感設備以及 GPS技術等，實現對裝卸機的無人駕駛與自動裝卸。無需通過人工進行駕駛和操控，既能保障裝卸施工的效率和質量，也能極大地節省人力。

2? 工程機械的智能化控制分析

2.1 自動識別作業對象

能夠實現工程機械的智能化控制的自動識別作業對象是實現智能控制的基礎，而能夠進行識別的作業對象則需借助于自動識別技術、超聲波傳感器技術和激光掃描技術。而計算機的自動化識別是一種技術，需要通過借助于計算機的智能控制系統，實現工程機械在轉向功率和旋轉軌跡等各個方面的操縱和控制。超聲波傳感器技術，借助于發射機的超聲波發射傳感器，并通過借助返回超聲波實現作業物體的距離檢測。激光掃描技術主要也在距離檢測中應用，并且檢測精度更高。相較于超聲波傳感技術，激光掃描技術雖然具有更高的檢測精度，但是受環境因素影響較大，比如作業環境中的粉塵多，則會影響到激光傳輸速度，并且也會影響到距離測量的精度。

2.2 作業環境的智能適應度

環境會對工程機械的作業狀況產生較大的影響，這種影響既包括作業質量，也包括作業的效率。因此，在工程機械領域中應用計算機智能控制技術需要其具備較強的環境適應度，這樣才能使工程機械在不同的作業環境中做出不同的反應，保障作業的效率和質量。提升作業環境的適應度，需要借助導航系統，通過傳感器組合實現目標導航。通過這種方式，可以幫助工程機械科學規劃運轉方向，并且實現運轉過程中對功率的智能化調節。在技術的應用過程中，需要將內部傳感器與外部傳感器配合使用，這樣有助于提升作業的科學性。借助傳感器，既能對工程機械的運作軌跡進行檢測和記錄，同時也能通過數據分析找出運作軌跡中的偏差并做出合理的調整，使工程機械在下次作業中避開偏差位置。除此之外，提升工程機械的環境適應能力，還需要借助光學反射技術，該技術的應用極大地提升了工程機械對黑暗環境的適應能力，比如在地下工程施工中，由于施工環境光照不足，因此便可以借助光學反射技術，實現對設備運轉軌跡的跟蹤，避免工程機械出現作業失誤。

3? 計算機智能控制技術在工程機械領域中的應用

3.1 在挖掘機中的應用

3.1.1 控制策略? 借助計算機智能控制技術，可以實現對挖掘機的負載適應控制，通過對液壓系統的動力輸出控制實現挖掘機的負載適應控制。除此之外，還可以實現對挖掘機動力適應控制，這種方式是指結合實際的作業需求來控制挖掘機的動力輸出。

3.1.2 控制方法? 就負載適應控制來講，首先要保持發動機輸出功率恒定，在基礎上設置液壓泵匹配的功率曲線。通過這種方式，能夠對液壓泵的吸收率進行調節，同時實現對挖掘機設備動力輸出的調節。就動力適應控制來講，是指借助自動控制模式來控制設備的動力輸出，在這種模式下，挖掘機的發動機和液壓系統會處于自動調節的狀態下，確保作業效率和燃油消耗之間的平衡，起到更加有效的節能作用。應用以上兩種控制方式，均需檢測液壓系統的運行參數，主要包括泵輸油壓力、泵控制壓力以及系統流量等，并結合以上參數信息通過模糊控制理論進行計算，得出挖掘機所需的功率，然后對油門執行器發出指令，實現對挖掘機輸出功率的智能化調節。從目前情況來看，在挖掘機上對計算機智能控制技術的應用比較廣泛，極大地提升了挖掘機輸出功率的平穩性和工作效率。

3.2 在壓路機控制中的應用

3.2.1 控制策略? 在壓路機中應用計算機智能控制技術，需要借助該技術實現對鋪層壓實效果的檢測，并結合壓實度結果來控制壓路機的輸出功率，保障道路的壓實效果。要將檢測結果與設定的壓實度進行對比分析，結合二者的差異來調節壓路機的作業性能參數，使最終的壓實效果與設定的壓實度相符，保障壓實的質量。壓實效果的影響因素較多，會受到環境溫度、鋪層的厚度以及混合料的溫度等因素的影響，因此對壓實效果的檢測需要收集大量的數據信息。

3.2.2 控制方法? 壓路機振動輪內旋轉偏心產生的振動為正弦曲線，地震振動會對曲線產生直接影響，并且這種影響與地面的硬度成正比。通過曲線分析便可掌握路面的壓實度情況，并以此為依據對壓路機的作業參數做出調整，最終達到最佳的壓實效果。壓路機的振動輪作為智能控制技術應用的關鍵結構，其發揮著數據采集以及數據傳輸的作用，因此振動輪的作用十分顯著。壓路機智能控制在20世紀80年代有所應用，經過多年的發展，目前這種應用方式已經比較成熟。

3.3 在起重機控制中的應用

3.3.1 控制策略? 計算機智能控制技術的應用，極大地提升了起重機作業的科學性，能夠更加科學地分配起重機力矩受力的平衡分配，同時可以更好地保持起重機位置的同步，有助于提升其中作業的安全性。該技術的應用，需要測量起重機抓斗位置，并實現自動化開閉斗，借助該技術能夠自動修正抓斗位置，保持抓斗力矩受力平衡，并且能夠對抓斗力矩和方式進行精確控制，保障物料抓取最大化，提升作業效率。

3.3.2 控制方法? 對起重機的智能控制，需要借助PLC和變頻調速技術，借助變頻調速系統實現對起重機運行速度的調節，并且收集起重機的運行狀況信息，減少起重機運行過程中產生的振動，保障其運行穩定，同時還能起到降低起重機能耗的作用。并通過設備的監測來更好的保障設備運行的可靠性與安全性。在變頻調速技術的基礎上，再結合PLC控制技術，操作人員便可以通過設備的開關直接實現對起重機各個機構的運行控制。除此之外，借助PLC控制技術，還可以進行設備運行速度編碼，提升起重機運行的科學性，減少起重機的能耗，并且確保鋼絲繩受力均勻。借助起重機中的自診斷系統，還可以實現對減速器油溫、起重機荷載以及鋼絲繩的受力情況等方面的監測，進而可以更高的保障起重機運行的穩定性。

4? 結束語

現代工程機械在我國經濟社會發展中已經發揮著至關重要的作用，而且隨著現代計算機的智能化和控制技術的廣泛應用，則極大地提升了工程機械的自動化和智能化水平，有力地促進了工程機械正常運行時的效率和安全性，同時在一定的程度上減少了工程機械的成本和能耗。

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