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智能控制技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用

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智能控制技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用

摘要:工程項(xiàng)目施工建設(shè)的機(jī)械化水平越來越高,在工程機(jī)械中引入、運(yùn)用智能控制技術(shù)成為重要發(fā)展趨勢(shì),也表現(xiàn)出了明顯作用價(jià)值。本文即重點(diǎn)圍繞工程機(jī)械中智能控制技術(shù)的有效應(yīng)用,首先簡(jiǎn)要介紹了智能控制技術(shù),然后論述了智能控制技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用效果,最后以當(dāng)前工程建設(shè)中常用的幾種機(jī)械設(shè)備為例,探討了智能控制技術(shù)如何應(yīng)用,希望對(duì)于未來工程機(jī)械創(chuàng)新發(fā)展具備參考借鑒作用。

關(guān)鍵詞:工程機(jī)械;智能控制技術(shù);應(yīng)用

在現(xiàn)階段高速公路等工程項(xiàng)目施工建設(shè)中,因?yàn)檎w施工難度更高,工作量同樣也比較大,如此也就必然對(duì)于施工技術(shù)手段以及相關(guān)設(shè)施提出了更高要求。伴隨著當(dāng)前我國(guó)工程項(xiàng)目建設(shè)中機(jī)械化水平的不斷提升,各類工程機(jī)械的應(yīng)用確實(shí)發(fā)揮出了較強(qiáng)的作用價(jià)值,明顯提升了工程項(xiàng)目施工效果,也成為未來工程項(xiàng)目建設(shè)優(yōu)化的重要目標(biāo)和對(duì)象。對(duì)于工程機(jī)械的創(chuàng)新優(yōu)化發(fā)展而言,智能控制技術(shù)的應(yīng)用是不容忽視的關(guān)鍵所在,智能控制技術(shù)恰當(dāng)融入運(yùn)用到工程機(jī)械中去,能夠明顯提升其運(yùn)用性能,促使其更好服務(wù)于工程項(xiàng)目施工建設(shè),值得研究和實(shí)踐探索。

1智能控制技術(shù)概述

智能控制技術(shù)是現(xiàn)階段比較受重視的一種高級(jí)控制手段,其依托人工智能、信息論、神經(jīng)生理學(xué)以及仿生學(xué)等專業(yè)知識(shí),形成了可以模擬人工進(jìn)行自動(dòng)控制和智能判斷的新模式,在實(shí)際應(yīng)用中可以發(fā)揮出記憶、學(xué)習(xí)、分析以及推理等多方面作用,在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮出了重要價(jià)值?;诠こ虣C(jī)械方面的創(chuàng)新改進(jìn)來看,智能控制技術(shù)的應(yīng)用同樣也是重要發(fā)展方向,針對(duì)這種智能控制技術(shù)的有效融入和運(yùn)用,工程機(jī)械的運(yùn)行效果和作用價(jià)值往往可以得到明顯提升,同時(shí)也可以解決以往傳統(tǒng)滯后機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的偏差問題,成為當(dāng)前越來越受大眾歡迎一種新方法和新技術(shù)。從當(dāng)前工程機(jī)械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用原理上來看,其有效打破了傳統(tǒng)控制手段對(duì)于數(shù)學(xué)模型的過度依賴,能夠?qū)崿F(xiàn)控制對(duì)象的優(yōu)化調(diào)控,促使其在調(diào)控管理過程中具備人類思維模式,由此可以模擬人工發(fā)揮出理想控制作用?,F(xiàn)階段智能控制技術(shù)的研究越來越深入,在工程機(jī)械中可供選用的智能控制技術(shù)也越來越豐富,其中比較有代表性的技術(shù)手段如下。

(1)專家系統(tǒng)。智能控制技術(shù)應(yīng)用中專家系統(tǒng)是比較重要的代表技術(shù),其主要應(yīng)用原理是在相應(yīng)控制系統(tǒng)中納入大量專家水平的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),如此也就可以促使相應(yīng)系統(tǒng)在進(jìn)行分析和判斷時(shí),模擬專家進(jìn)行問題解決,最終有效保障判斷的準(zhǔn)確度。該智能控制技術(shù)的應(yīng)用必然對(duì)于專家水平的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)提出了較高要求,不僅僅需要初期能夠納入盡可能多的內(nèi)容和案例,同時(shí)還應(yīng)該注重形成學(xué)習(xí)模式,以便不斷更新專家系統(tǒng),對(duì)于一些新問題和新案例予以及時(shí)導(dǎo)入,如此也就可以更好促使專家系統(tǒng)得以穩(wěn)定高效運(yùn)行,盡可能減少遇到難以解決問題以及判斷錯(cuò)誤的幾率。

(2)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。智能控制技術(shù)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同樣也是不容忽視的重要模式,其主要借助于神經(jīng)元模型進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)用,促使相應(yīng)連接更為符合規(guī)則要求,以此形成可以具備良好智能調(diào)控作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。作為一種作用突出的運(yùn)算模型,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用確實(shí)能夠形成較為準(zhǔn)確的邏輯判斷和推理效果,并且在實(shí)踐運(yùn)用中還可以表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性,幾乎可以在所有系統(tǒng)控制中得到有序運(yùn)用。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中,只要確保各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接準(zhǔn)確無誤,促使其具備激勵(lì)函數(shù)特點(diǎn),則可以有效發(fā)揮出邏輯策略應(yīng)用效果,同時(shí)兼具自我學(xué)習(xí)和高速化解作用,成為當(dāng)前應(yīng)用較廣的一種智能控制技術(shù)。(3)模糊控制技術(shù)。智能控制技術(shù)中模糊控制技術(shù)的應(yīng)用同樣也比較常見,該技術(shù)的應(yīng)用在工程領(lǐng)域中更是可以發(fā)揮出突出作用?;谀:刂萍夹g(shù)的應(yīng)用來看,其在實(shí)踐應(yīng)用中并非借助于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)變量進(jìn)行優(yōu)化控制,而是采取語言變量予以科學(xué)使用,同時(shí)也利用了附加條件,促使變量關(guān)系得到較好明確,進(jìn)而也就可以有效實(shí)現(xiàn)控制管理。在模糊控制技術(shù)的應(yīng)用中,模糊運(yùn)算法則的應(yīng)用至關(guān)重要,可以在推理以及邏輯判斷方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,要求準(zhǔn)確量化和模糊化所有輸入語言,進(jìn)而予以模糊推理分析,確保由此形成的定量化結(jié)果具備理想?yún)⒖紤?yīng)用價(jià)值,最終發(fā)揮出相應(yīng)智能控制效果。

2智能控制技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用效果

工程機(jī)械中智能控制技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前越來越受重視,其作用效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,智能控制技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的無人化作業(yè),有效降低工程機(jī)械運(yùn)行對(duì)于操作員的過高依賴,絕大部分工程機(jī)械都可以在脫離人員的背景下運(yùn)行,如此也就可以在規(guī)避操作人員傷亡的同時(shí),保障施工任務(wù)同樣得以優(yōu)化落實(shí),尤其是在一些高風(fēng)險(xiǎn)的施工區(qū)域,這種無人化作業(yè)的效果突出;其次,智能控制技術(shù)的應(yīng)用還能夠明顯優(yōu)化工程施工質(zhì)量,這也是工程機(jī)械運(yùn)用需要高度關(guān)注的核心目標(biāo),只有確保工程機(jī)械運(yùn)行精確可靠,且能夠在現(xiàn)場(chǎng)予以實(shí)時(shí)調(diào)控,進(jìn)而才能夠優(yōu)化最終施工質(zhì)量效果,而這也正是智能控制技術(shù)應(yīng)用所能夠表達(dá)的重要作用,有助于規(guī)避各方面工程機(jī)械運(yùn)行不暢問題;另外,智能控制技術(shù)的應(yīng)用還可以明顯提升工程機(jī)械運(yùn)行效率,相對(duì)于人工操縱和調(diào)控,智能控制技術(shù)的運(yùn)用可以促使工程機(jī)械更為高效運(yùn)行,且不會(huì)受到人員疲勞度的影響,促使工程機(jī)械保持全天候運(yùn)行,如此也就可以滿足一些工期要求較為嚴(yán)格的工程項(xiàng)目。

3智能控制技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

3.1智能控制技術(shù)在挖掘機(jī)中的應(yīng)用

在工程項(xiàng)目施工建設(shè)中,挖掘機(jī)是比較常見的一類機(jī)械設(shè)備,尤其是在項(xiàng)目基礎(chǔ)施工處理中,挖掘機(jī)成為輔助完成挖掘以及修坡工作的重要設(shè)施。對(duì)于挖掘機(jī)在現(xiàn)階段工程項(xiàng)目施工建設(shè)中的應(yīng)用來看,同樣也面臨著更高的要求,尤其是對(duì)于開挖精準(zhǔn)度以及處理效率,都需要予以不斷提升,如此也就需要針對(duì)挖掘機(jī)予以創(chuàng)新優(yōu)化。智能控制技術(shù)在挖掘機(jī)中的應(yīng)用就可以表現(xiàn)出較強(qiáng)的作用價(jià)值,其能夠確保挖掘機(jī)運(yùn)行更為精確可靠,在開挖深度以及坡度控制方面優(yōu)勢(shì)明顯,明顯降低了原有挖掘機(jī)使用過程中對(duì)于人的依賴性?,F(xiàn)階段挖掘機(jī)中智能控制技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟,不僅能夠有效處理現(xiàn)場(chǎng)中的各類狀況,還可以避免人工開挖,尤其是對(duì)于以往為了有效控制開挖精度而需要在接近底部30cm時(shí)轉(zhuǎn)由人工開挖的問題,在智能控制技術(shù)的引入運(yùn)用下都可以得到有效解決。在一些施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域,挖掘機(jī)的使用同樣也可以借助于智能控制技術(shù)予以優(yōu)化控制,避免人員直接參與,這種無人化的挖掘作業(yè)可以具備更強(qiáng)的適用性,在保障施工作業(yè)安全性的同時(shí),也能夠有效提升經(jīng)濟(jì)效益。XsitePro智能挖掘系統(tǒng)就是當(dāng)前挖掘機(jī)中比較有效的一種智能控制技術(shù),其可以充分借助于GPS技術(shù)、傳感器技術(shù)以及其它信息化手段,獲取挖掘機(jī)運(yùn)行中遇到的各類問題,同時(shí)嚴(yán)格按照施工計(jì)劃予以挖掘機(jī)的調(diào)控把關(guān),以此更好優(yōu)化挖掘機(jī)運(yùn)行控制效果。整個(gè)挖掘機(jī)運(yùn)行過程往往均可以形成較為理想的智能化管控和調(diào)節(jié),在更好完成挖掘任務(wù)的同時(shí),解決了可能出現(xiàn)的開挖偏差問題。挖掘機(jī)作業(yè)過程中,技術(shù)人員往往不需要全程參與,僅需要遠(yuǎn)程利用顯示器予以監(jiān)視即可,最終開挖精確度可以得到良好保障,且具備較高安全性。

3.2智能控制技術(shù)在推土機(jī)中的應(yīng)用

工程項(xiàng)目基礎(chǔ)施工處理中除了需要大量挖掘機(jī)外,往往還離不開推土機(jī),尤其是在土方作業(yè)中,推土機(jī)的應(yīng)用必不可少,能夠明顯加快施工進(jìn)度,降低工作人員壓力。在以往工程項(xiàng)目中使用推土機(jī)時(shí),往往過多依賴于操作人員,要求操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況以及自身工作經(jīng)驗(yàn),參考測(cè)量結(jié)果,予以有效操作,進(jìn)而促使推土機(jī)能夠達(dá)到理想運(yùn)行效果。這種推土機(jī)操作模式不僅僅明顯加大了操作人員的負(fù)擔(dān),也會(huì)降低施工效率,且產(chǎn)生了較高的人工成本,最終土方作業(yè)質(zhì)量也很難得到有效保障。在推土機(jī)中運(yùn)用智能控制技術(shù)成為重要發(fā)展方向,在現(xiàn)階段也得到了理想運(yùn)用,比如在推土機(jī)運(yùn)用中的找平控制中,該項(xiàng)控制任務(wù)的難度較大,依靠人工操作往往存在明顯問題,對(duì)于操作人員的要求較高,如此也就可以借助于激光2D智能找平系統(tǒng)等智能化控制手段,促使推土機(jī)的運(yùn)行更為準(zhǔn)確高效,尤其是在鏟刀的智能化控制方面,可以實(shí)現(xiàn)高程差的精確把關(guān),以此最終確保理想的平整度,解決以往可能存在的明顯凹凸不平問題。在智能控制技術(shù)應(yīng)用于推土機(jī)作業(yè)時(shí),其精確度往往可以達(dá)到厘米級(jí),尤其是在以往控制難度較大的高程精度控制方面,更是可以表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì),施工輔助效果更強(qiáng)。

3.3智能控制技術(shù)在攤鋪機(jī)中的應(yīng)用

在高速公路類工程項(xiàng)目施工建設(shè)中,攤鋪機(jī)同樣也是比較關(guān)鍵的工程機(jī)械,要求確保攤鋪機(jī)的作業(yè)較為高效準(zhǔn)確,能夠順利將需要攤鋪的材料予以科學(xué)處理,以此更好形成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)效果,保障路面施工質(zhì)量。在以往攤鋪機(jī)作業(yè)過程中,往往需要人工予以實(shí)施協(xié)調(diào)管控,尤其是對(duì)于下料量、運(yùn)行速度以及熨平板相關(guān)參數(shù)等,都需要人工調(diào)控,如此也就必然加大了攤鋪機(jī)運(yùn)行控制難度,極容易出現(xiàn)一些操控失誤問題,影響著最終路面攤鋪質(zhì)量效果。智能控制技術(shù)應(yīng)用于攤鋪機(jī)就可以有效解決上述難題,確保攤鋪機(jī)的運(yùn)行更為準(zhǔn)確可靠,避免了運(yùn)行過程中出現(xiàn)的參數(shù)失控或者是自身運(yùn)行偏差問題。在智能控制技術(shù)的應(yīng)用中,首先要求在攤鋪機(jī)中合理布設(shè)傳感器以及其它信息獲取設(shè)施,同時(shí)設(shè)定好攤鋪?zhàn)鳂I(yè)程序,確保所有攤鋪?zhàn)鳂I(yè)參數(shù)都能夠得到精確把關(guān),進(jìn)而在后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過程中予以實(shí)時(shí)調(diào)控,對(duì)于攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過程中遇到的不同情況也應(yīng)該進(jìn)行智能判斷和制動(dòng)調(diào)控,以此更好確保路面攤鋪效果。比如在攤鋪下料量的控制方面,智能控制技術(shù)的應(yīng)用并非是直接設(shè)定某一個(gè)參數(shù)就不變了,而是能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)原有平整度狀況,實(shí)時(shí)調(diào)整下料量,進(jìn)而確保攤鋪后的路面結(jié)構(gòu)能夠更為平整合理,為后續(xù)路面壓實(shí)作業(yè)創(chuàng)造理想條件的同時(shí),避免了需要人工修復(fù)的環(huán)節(jié),更好提升了施工作業(yè)的便捷性和準(zhǔn)確度。

3.4智能控制技術(shù)在壓路機(jī)中的應(yīng)用

在工程項(xiàng)目施工建設(shè)中,壓路機(jī)同樣也是不容忽視的關(guān)鍵工程機(jī)械,尤其是在高速公路路面施工中,壓路機(jī)的運(yùn)行效果直接關(guān)系著最終路面壓實(shí)度和平整度,要求予以規(guī)范可靠運(yùn)用。在以往壓路機(jī)的運(yùn)行中,往往過多依賴于操作者的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控,不僅僅加大了操作者的工作難度,同時(shí)也容易造成一些處理偏差問題,尤其是在振動(dòng)輪的管控上,更是極容易出現(xiàn)控制不到位現(xiàn)象,要求予以重點(diǎn)關(guān)注。但是在智能控制技術(shù)引入運(yùn)用后,壓路機(jī)的運(yùn)行調(diào)控往往更為精確可靠,可以在智能測(cè)量的同時(shí),對(duì)于壓路機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控,以便更好達(dá)到預(yù)期處理效果。比如在壓路機(jī)振動(dòng)輪的加速度調(diào)控上,智能控制技術(shù)的應(yīng)用就可以較好實(shí)現(xiàn)有效調(diào)控,能夠促使壓路機(jī)更好適應(yīng)不同位置的基本狀況,根據(jù)硬度進(jìn)行調(diào)整,避免可能出現(xiàn)的壓實(shí)不到位問題。BCM03就是當(dāng)前可以應(yīng)用到壓路機(jī)上的有效智能控制系統(tǒng),其可以實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)運(yùn)行全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)管,有助于了解施工對(duì)象的基礎(chǔ)上,確保自身各項(xiàng)參數(shù)得到靈活設(shè)置,以此更好優(yōu)化施工作業(yè)效果。在此過程中,微機(jī)客戶端的作用至關(guān)重要,要求確保其能夠在合理運(yùn)用智能化技術(shù)后,具備更強(qiáng)的邏輯判斷和實(shí)時(shí)管控效果,以此更好優(yōu)化壓路機(jī)作用價(jià)值,確保路面壓實(shí)度。

3.5智能控制技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用

工程項(xiàng)目建設(shè)同樣還離不開起重機(jī)的運(yùn)用,無論是現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè),還是一些材料的運(yùn)輸調(diào)度,往往都需要起重機(jī)設(shè)備的配合。在以往起重機(jī)的運(yùn)行管理中,往往都需要操作員進(jìn)行實(shí)時(shí)把控,確保起重機(jī)抓斗以及運(yùn)行速度較為理想,以此更好完成施工任務(wù),如此也就必然對(duì)于操作員的經(jīng)驗(yàn)提出了更高要求,且同樣也容易出現(xiàn)偏差問題,尤其是在抓斗力矩的控制上,極容易出現(xiàn)不準(zhǔn)確現(xiàn)象,影響到抓取的準(zhǔn)確度,延誤施工時(shí)間的同時(shí),也極容易對(duì)操作對(duì)象產(chǎn)生不利損害。智能控制技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)也就顯得極為必要,可以較好實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)控制參數(shù)的精確化把關(guān),且能夠予以實(shí)時(shí)調(diào)控,圍繞著最終需要達(dá)成的起重任務(wù),更好服務(wù)于工程項(xiàng)目施工建設(shè)。比如PLC以及智能變頻技術(shù)的應(yīng)用就可以有效實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的優(yōu)化處理,促使其運(yùn)行更為準(zhǔn)確可靠。在該類智能控制技術(shù)的應(yīng)用下,不僅僅能夠確保起重機(jī)運(yùn)行更為準(zhǔn)確可靠,同時(shí)還能夠保障設(shè)備穩(wěn)定性,避免起重機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)受損問題,增強(qiáng)其耐久性,避免因?yàn)槌霈F(xiàn)超荷載運(yùn)行或者是自身故障,產(chǎn)生較為嚴(yán)重的損傷。當(dāng)然,在起重機(jī)智能化控制中,運(yùn)用專家系統(tǒng)以及模糊控制器同樣也可以發(fā)揮出理想作用,均可以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的靈活控制。

4結(jié)語

工程機(jī)械作為推動(dòng)工程項(xiàng)目?jī)?yōu)化落實(shí)的重要部分,合理融入運(yùn)用智能控制技術(shù)成為關(guān)鍵優(yōu)化手段,對(duì)于比較常用的挖掘機(jī)、推土機(jī)、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)以及起重機(jī)等工程機(jī)械,更是需要結(jié)合不同運(yùn)行要求,合理選擇適宜的智能控制技術(shù),以此更好增強(qiáng)這些工程機(jī)械的運(yùn)行效果,解決以往由于操作員過度依賴帶來的嚴(yán)重偏差問題。

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作者:吳成松 單位:中交二公局東萌工程有限公司