智能控制技术在工程机械的应用

摘要：工程机械是指工程建设中所应用到的施工机械的总称，在工程建设过程中发挥着至关重要的作用，关乎着施工的安全、质量以及效率等。近年来，随着社会经济的快速发展，工程机械作业量不断提升，为了充分发挥工程机械的优势和作用，计算机智能控制技术得到了广泛的应用，极大地提升了工程机械的智能化水平，同时提升了工程机械应用的安全性与稳定性。基于此，本文分析了计算机智能控制技术的优势，并就其在工程机械领域中的具体应用措施进行探究，仅供大家参考。

关键词：计算机；工程机械；智能控制技术；应用

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计算机智能控制技术的优势与控制方法分析

1.1计算机智能控制技术的优势

计算机智能控制技术主要由智能控制模块、信息反馈模块、信息处理模块以及决策模块共同组成，借助计算机技术、控制理论以及人工智能技术等实现自动化控制。该技术通过对人脑计算模式的模拟，实现智能化控制，因此可以代替人力完成大量的高难度任务。借助该技术，可以解决传统控制技术难以解决的控制应用问题，尤其在面对那些比较复杂的问题的情况下，该技术的作用和优势更加显著，可以凭借其较强的组织能力，通过更加接近人脑的思维方式来实现对工程机械的自动化控制，进而使其顺利完成相关复杂的工作。计算机智能控制技术不仅自身的优势十分明显，而且在现代化管理技术的支持下，能够实现对不同领域的管理和控制，使得该技术的优势得到更加充分地发挥。

1.2技术的控制方法分析

实现控制需要经历信息收集、处理和实施三个阶段。在工程机械中的应用，首先要对机械设备的液压系统相关参数进行监测和收集，并且还要在此基础上计算液压系统承受的负载，实现信息的收集和处理，然后再结合计算结果以及收集的信息进入控制实施阶段。例如，针对挖掘机的智能化控制，可以通过智能控制器监测和接收信息，并通过相应的算法进行计算，最终确定发动机的运行速度以及所需功率等，实现对挖掘机的智能化控制。在工程机械领域中应用智能控制技术，目的在于工程机械领域中融入智能系统，使机械设备具有人脑智能因素，进而促进机械设备适应能力的提升与运行效率，并且减少人力投入，降低施工成本投入。以挖掘机为例，在工程建设过程中，挖掘机所承担的工作往往对操作的精密性要求较高，以往人工操作的方式难以保障挖掘机的操作精度，同时也会对操作人员提出更高的要求，还会增加操作人员的工作量。一旦出现操作失误，很容易影响工程的质量，甚至还会导致延误工期，并且操作失误也会带来一定的安全风险。而应用计算机智能控制技术，则可以有效解决以上问题，借助该技术，可以实现对工作目标数据信息的收集和处理，并通过科学的计算来准确判断铲斗在施工中遇到的阻力，并以此为依据合理选择功率控制挖掘机进行工作。这样一来，既实现了对挖掘机的自动化控制，也极大地提升了挖掘机作业的科学性，不仅可以更好地保障挖掘机的工作质量，同时也可以极大地提升挖掘机工作的效率。再以自动装卸机为例，自动装卸机也是计算机智能控制技术在工程机械领域中应用的典型案例，通过激光传感设备以及GPS技术等，实现对装卸机的无人驾驶与自动装卸。无需通过人工进行驾驶和操控，既能保障装卸施工的效率和质量，也能极大地节省人力。

2工程机械的智能化控制分析

2.1自动识别作业对象

能够实现工程机械的智能化控制的自动识别作业对象是实现智能控制的基础，而能够进行识别的作业对象则需借助于自动识别技术、超声波传感器技术和激光扫描技术。而计算机的自动化识别是一种技术，需要通过借助于计算机的智能控制系统，实现工程机械在转向功率和旋转轨迹等各个方面的操纵和控制。超声波传感器技术，借助于发射机的超声波发射传感器，并通过借助返回超声波实现作业物体的距离检测。激光扫描技术主要也在距离检测中应用，并且检测精度更高。相较于超声波传感技术，激光扫描技术虽然具有更高的检测精度，但是受环境因素影响较大，比如作业环境中的粉尘多，则会影响到激光传输速度，并且也会影响到距离测量的精度。

2.2作业环境的智能适应度

环境会对工程机械的作业状况产生较大的影响，这种影响既包括作业质量，也包括作业的效率。因此，在工程机械领域中应用计算机智能控制技术需要其具备较强的环境适应度，这样才能使工程机械在不同的作业环境中做出不同的反应，保障作业的效率和质量。提升作业环境的适应度，需要借助导航系统，通过传感器组合实现目标导航。通过这种方式，可以帮助工程机械科学规划运转方向，并且实现运转过程中对功率的智能化调节。在技术的应用过程中，需要将内部传感器与外部传感器配合使用，这样有助于提升作业的科学性。借助传感器，既能对工程机械的运作轨迹进行检测和记录，同时也能通过数据分析找出运作轨迹中的偏差并做出合理的调整，使工程机械在下次作业中避开偏差位置。除此之外，提升工程机械的环境适应能力，还需要借助光学反射技术，该技术的应用极大地提升了工程机械对黑暗环境的适应能力，比如在地下工程施工中，由于施工环境光照不足，因此便可以借助光学反射技术，实现对设备运转轨迹的跟踪，避免工程机械出现作业失误。

3计算机智能控制技术在工程机械领域中的应用

3.1在挖掘机中的应用

3.1.1控制策略借助计算机智能控制技术，可以实现对挖掘机的负载适应控制，通过对液压系统的动力输出控制实现挖掘机的负载适应控制。除此之外，还可以实现对挖掘机动力适应控制，这种方式是指结合实际的作业需求来控制挖掘机的动力输出。3.1.2控制方法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。

3.2在压路机控制中的应用

3.2.1控制策略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。3.2.2控制方法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。压路机的振动轮作为智能控制技术应用的关键结构，其发挥着数据采集以及数据传输的作用，因此振动轮的作用十分显著。压路机智能控制在20世纪80年代有所应用，经过多年的发展，目前这种应用方式已经比较成熟。

3.3在起重机控制中的应用

3.3.1控制策略计算机智能控制技术的应用，极大地提升了起重机作业的科学性，能够更加科学地分配起重机力矩受力的平衡分配，同时可以更好地保持起重机位置的同步，有助于提升其中作业的安全性。该技术的应用，需要测量起重机抓斗位置，并实现自动化开闭斗，借助该技术能够自动修正抓斗位置，保持抓斗力矩受力平衡，并且能够对抓斗力矩和方式进行精确控制，保障物料抓取最大化，提升作业效率。3.3.2控制方法对起重机的智能控制，需要借助PLC和变频调速技术，借助变频调速系统实现对起重机运行速度的调节，并且收集起重机的运行状况信息，减少起重机运行过程中产生的振动，保障其运行稳定，同时还能起到降低起重机能耗的作用。并通过设备的监测来更好的保障设备运行的可靠性与安全性。在变频调速技术的基础上，再结合PLC控制技术，操作人员便可以通过设备的开关直接实现对起重机各个机构的运行控制。除此之外，借助PLC控制技术，还可以进行设备运行速度编码，提升起重机运行的科学性，减少起重机的能耗，并且确保钢丝绳受力均匀。借助起重机中的自诊断系统，还可以实现对减速器油温、起重机荷载以及钢丝绳的受力情况等方面的监测，进而可以更高的保障起重机运行的稳定性。

4结束语

现代工程机械在我国经济社会发展中已经发挥着至关重要的作用，而且随着现代计算机的智能化和控制技术的广泛应用，则极大地提升了工程机械的自动化和智能化水平，有力地促进了工程机械正常运行时的效率和安全性，同时在一定的程度上减少了工程机械的成本和能耗。

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作者：丁文开 袁海梅 谷春华 单位：山东滨州渤海活塞有限公司