工程机械控制智能控制技术应用分析

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摘要：当前，智能控制技术在工程机械控制中的运用越来越广泛。文章重点围绕智能控制技术展开探讨，阐述了工程机械智能化研究的主要内容，包括对信息的识别和对环境的适应，并探讨其在压路机和挖掘机等机械设备中的运用，以促进工程机械领域不断向前发展。

关键词：工程机械；智能控制技术；信息识别

1智能控制技术的概述

以人工智能为代表的前沿技术正处于快速发展时期，现阶段的生产、生活领域均彰显出智能化的特征。信息技术的渗透给智能技术的发展提供了全新契机，于工程建设领域而言，部分工程机械已经融入智能控制技术，可按照特定的流程有序操作，期间及时感知作业环境并以自动化的方式做出分析与调整。智能控制技术在面对问题及采取处理措施时与人的思维并无显著差异，但突破之处在于其通过更加智能化的方式自动完成“思考”，从而调度机械等硬件装置，完成相应的操作，减少了人力资源的投入，作业的规范性也有所保障。智能控制技术可实现对数据的采集、分析及保管等流程化操作，将其应用于工程机械领域后可赋予机械全新的“生命力”，以实际工作状况为准自动调节工作模式，减小外界因素对工程机械带来的干扰，使机械始终保持稳定、高效的工作状态。

2工程机械智能化研究的主要内容

2.1工程机械对信息的识别

（1）超声波传感技术。工程机械运行环境错综复杂，依托于超声波传感器技术，可突破特殊环境的束缚，精准完成测距工作。技术原理方面，通过声波发射器发送声波，沿途传播，到达目的地后该部分声波因传播受阻而返回，由超声波接收器采集，根据声波的往返时间以及传播速度确定待测物的距离，如图1所示。（2）激光扫描技术。以光的反射原理为依托，实现对距离的检测，相比之下，激光扫描技术的作业精度更高，所得数据可更为有效地反映实际情况；但也存在局限之处，即对检测环境提出较苛刻的要求，若测量路径中的粉尘含量增多，激光的传输速率将大幅下降，所得结果偏差较大。（3）图像处理技术。现阶段，图像处理技术取得初步的应用成果，但其发展速度相对较慢，原因在于以该技术为核心的配套技术尚未成熟。一方面，需要应用高精度、高稳定性的传感器；另一方面，对数据的采集及处理提出较高要求，需要兼顾效率和质量的关系，技术研发过程中存在诸多技术瓶颈。（4）自动化识别技术。以智能传感系统为核心，可全方位监控工程机械的运行状态，采集其在运行轨迹、速度等方面的信息，全面整合至智能化控制系统内，再由计算机展开分析，生成反馈指令，促使工程机械做出特定的操作，达到智能化控制的效果，如图2所示。

2.2工程机械对环境的适应

工程机械的运行环境复杂，易遇到诸多不确定因素，随着施工环境的改变，工程机械需在极短时间内自适应地做出调整，否则易出现工期延误、质量下降等问题。在智能控制技术的驱动下，工程机械对环境的适应水平有所提高。导航系统集传感器、编码器、回转仪等于一体，经过检测与分析，高精度调控工程机械的运行参数，以保证实际机械运行参数可以与作业环境达到相适应的状态，减小外部环境所造成的不良影响。

3基于实例的分析

智能控制技术在工程机械领域已经取得较为显著的成果，为深入分析其应用特点，此处以压路机、挖掘机为例，展开针对性的分析。

3.1智能控制技术在压路机中的应用

以工程施工要求为导向，初步设定压路机的运行参数，随着工程活动的开展，在既定参数的基础上做出优化，包含设备行进速度、振动频率等方面。在路面工程施工中，若实际压实度未满足要求，智能控制系统将感知并调整，引导压路机转变工作模式，例如加大振幅和频率，按照优化后的方法操作，直至满足要求为止。压路机的运行参数中，振动频率的调整建立在压实对象软硬程度的基础上，根据被碾压物的实际情况调整频率，以便在经过特定碾压遍数后可提高被碾压物的压实度。智能控制技术在压路机工程机械的应用中，BCMO3系统颇具代表性，其能够全面采集压路机的运行信息，传输给计算机，由特定的程序展开分析，若存在偏差则采取针对性的控制措施。通过智能控制技术的应用还可减轻后续维护与保养的工作量。若压路机的实际运行时间超过设定值，显示器发出提醒，告知工作人员应当暂停压路机的运行，按规定做好维护与保养工作，通过该机制的应用可从源头上规避压路机的质量问题，避免大修情况。此外，若压路机运行阶段存在异常，显示器也将呈现出故障信息，技术人员可在信息的引导下展开深入分析，采取针对性的处理措施，尽快使压路机恢复正常运行状态。

3.2智能控制技术在挖掘机中的应用

当前挖掘机的智能控制策略细分为两种控制模式，一种为“按劳分配”，一种为“按需分配”：（1）挖掘机的“按劳分配”智能控制策略。挖掘机在施工作业过程中，智能控制系统根据作业实际对动力的需求，自动调整挖掘机动力系统的输出功率；（2）在挖掘机“按劳分配”智能控制策略中，针对总体作业环境、作业目标，大致分为三种“按劳分配”智能控制模式，分别为：发动系统超额功率控制模式、发动系统标准功率控制模式以及发动系统低成本功率控制模式。该挖掘机动力系统的输出功率在以上三种智能控制方式下均可保持不变，且该挖掘机其它部件的功率曲线与其基本一致。该智能控制系统采用了ESS发动系统转速度传感器系统，挖掘机在工作时会将液压泵的工作参数设置为与动力系统的输出功率相匹配的数据。在挖掘机施工作业中采用上述ESS技术，可以使挖掘机动力系统的输出功率被液压泵充分吸收，极大减少挖掘机的能源消耗量。另外，为避免因动力系统失效而造成的一系列后果，可对液压泵进行调节，进而控制和稳定动力系统的输出功率，使动力系统始终保持在有效输出状态。当挖掘机动力系统的输出功率不能满足实际工作要求时，传统的控制技术需要操作者手动改变挖掘机的输出功率，相对于智能控制系统而言，增加了许多不必要的风险，同时由于操作者操作不当，没有对挖掘机动力系统的功率模式进行正确调整，也增加了能源消耗和施工成本。在挖掘机按需分配的智能控制模式下，设备采用自动运行的控制方式，不需要操作者对挖掘机的运行进行控制，因为该动力系统可根据施工的实际需求功率有针对性地调整动力输出功率，根据作业中各种参数数据进行计算分析，实现动力输出功率与挖掘机工作模式的切换。与传统的挖掘机控制方式相比，该智能动力系统可以针对作业难度和目标的具体情况，对自身的输出功和工作模式进行智能调节，不仅能减少能耗，还可以节约人力，达到了最佳的经济效果。

4结语

综上所述，智能控制技术持续深化，其在工程机械领域的应用效果也逐步显现，在维持工程机械的稳定性、提高工作效率、减轻人员工作量等方面均有较好的效果。希望本文所提内容可为同行提供参考，以促进智能控制技术的发展，发挥出其在工程机械领域的应用价值。

参考文献：

[1]冯嫦.智能控制技术在工程机械控制中的应用分析[J].设备管理与维修，2019（12）：218-220.

[2]宋韡.工程机械的智能化发展趋势及对策研究[J].中国设备工程，2017（21）：183-184.

[3]张弘.刍议工程机械的信息化与智能化发展[J].建材与装饰，2017（35）：197-198.

作者：陈其剑 单位：中交第三航务工程局有限公司宁波分公司