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【技术】智能控制系统在公路养护机械上的应用
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智能控制系统概况

智能控制是在控制论、信息论、人工智能、仿生学、神经生理学及计算机科学发展的基础上逐渐形成的一类高级信息与控制技术。智能控制是人工智能、自动控制和运筹学3个主要学科相结合的产物,是一个知识处理系统,具有记忆、学习、处理信息、形式语言、启发式推理等功能。


机电液一体化的设计技术已普遍应用在工程机械中,工程机械的先进程度主要体现在电液控制系统的性能上。纵观工程机械发展史,在技术上大致经历了3次飞跃,第一次是柴油机的出现,使机械设备有了较理想的动力装置;第二次是液压技术的广泛应用,使设备的传动装置更趋合理;第三次是电子技术尤其是计算机技术的广泛应用,使机械设备有了较完善的控制系统,并提高了机械的性能。机械智能化要求机械能有“意识”的计算和推理,能有“记忆”地进行信息的存储、处理和选择,同时要求其具有自动学习能力。


智能控制突破了传统控制理论中必须基于数学模型的框架,它基本上按实际效果进行控制,不依赖或不完全依赖控制对象的数学模型,同时又继承了人类思维的非线性特性。近十几年来,智能控制技术发展迅速,科研人员已提出了许多控制方法,如模糊控制、分层递阶控制、专家控制、神经网络控制、拟人智能控制和基因控制等。可以预见到,将来智能控制的发展趋势将会从单学科向多学科交叉方向发展。


“中国制造2025”与德国“工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下,针对制造业发展提出的战略举措,重点都是要把信息技术与制造技术深度融合,通过互联网、物联网、云计算、大数据、机器人等新一代信息技术,实现制造业数字化、网络化和智能化。


近几年,施工质量信息化管控系统在国内一些路面施工中得到了推广应用。路面施工质量信息化管控系统充分利用互联网架构的传感技术和GPRS的信息传输技术,实时采集路面施工过程数据信息,包括沥青混合料拌合、运输、摊铺、碾压等环节,通过通信模块及时上传到中心服务器。中心服务器依托设计程序对原始数据进行计算,生成工程质量控制语言,动态、真实的反映工程质量情况,并根据设定的控制限值,实现对工程质量的动态控制。


MOBA智能控制系统应用挖掘机智能挖掘系统

目前,国内挖掘机从事一些精挖、坡度修整时,多凭借驾驶员视觉、感觉和测量人员配合进行施工。这种施工方式由于缺少挖掘机引导控制手段,导致施工质量不稳定、高程不精确、坡度难以控制,综合效率低下。


XsitePro智能挖掘系统通过基站和安装在机械设备上GPS接收机形成的定位技术,与安装在挖掘机上的各种倾角传感器,来获知实时机位状态。经过计算,获得精确的铲斗实时3D位置信息。该信息实时显示在驾驶室内的显示器上,驾驶员根据信息显示,可以从容完成各种作业动作。


该系统具有以下优势:操作简单、易学,可设设定目标工作面的高程、坡度和工作面转折点等多个参数;以图形显示方式指示实际铲斗与目标工作面的相对位置,引导操作手精确施工,即使在盲区铲斗也能精确完成各种作业动作;可以精准施工,提高施工质量,同时减少辅助施工人员数量;安全性更高,避免因盲目操作而造成经济损失。


推土机智能找平系统

推土机在土方作业中是非常重要的施工机械,但在实际应用中却存在很多问题。如传统施工全凭借操作员经验和测量人员配合,驾驶员劳动强度大,总体人工成本高。同时高程和平整度容易受情绪影响而波动,施工质量不稳定。


推土机激光2D智能找平系统利用激光发射器在工作区域上空建立一个水平面或坡面,通过安装在推土板上的激光接收器,监测铲刀相对于基准面的相对高程差;由安装在驾驶室内与激光接收器同步的显示器,实时引导操作手获知每时每刻推土机工作位置,以及相对于基准面的高差。应用该系统无需测量人员预先放线,无须现场人员指挥施工,操作手在驾驶室内,对于推土机时刻工作位置的高程一目了然。采用它能使大面积土方施工,达到厘米级别的高程精度控制。


推土机找平控制系统具有以下优势:系统采用数字总线结构设计,扩展升级便捷;操作简单、易学,日夜均可快速、精确施工,可缩短工期并提高施工质量;能减少辅助施工人员数量,大幅度降低成本和管理成本。


压路机智能压实系统

目前压路机作业过程中,主要依赖机手的操作经验判定压实质量,所以容易造成漏压、过压的情况,压实质量难以得到保证。事后的地质勘查点和密实度抽检点间距大,也仅能反映路面局部质量,却无法全面反映路面整体压实质量。


MOBA压实智能系统是一个为施工方提供表面材料压实信息的解决方案,它包括GPS基准站组件和振动压路机安装附件。系统运行时,架设在控制点上的基站实时向压路机上的接收机发送差分信号,安装在振动压路机顶部的接收器,接收卫星信号和基站发送的信号,对压路机实时定位。装在压路机振动轮上的压实传感器,实时将压实数据传输给安装在驾驶室里的显示器,显示器能够实时显示当前压路机所处的三维位置、压实度、碾压变数等信息。

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