沥青混凝土摊铺机行走液压系统的智能控制应用与分析

贾晓琪,郭瑞雪

（陕西建设机械股份有限公司,西安710032）

0 引言

现代沥青混凝土摊铺机本身是一种机、电、液系统一体化的施工机械，目前我国国内应用的摊铺机均为全液压驱动。而随着21世纪电子科技的不断进步，使得电子智能控制系统的应用范围越来越广，对于各种系统之间的转换控制也越来越灵活，而这也使得电-液智能控制系统在摊铺机领域当中被广泛地应用。目前国外已经实现了摊铺机行走液压系统的智能化发展，但这一技术在我国国内仍处于起步阶段，需要不断进行学习和革新。

1 沥青混凝土摊铺机行走液压系统的基本结构

沥青混凝土摊铺机主要是将沥青或混凝土材料摊铺在公路施工面上，采用的是恒速摊铺作业。在实际应用过程中，由于负载改变、送料速度变化、油温上升等因素都会导致摊铺机的运行速度改变，使得摊铺平面发生变化，影响路面的整体质量，因此，摊铺机的各结构之间的配合和系统的控制就显得非常重要。

1.1 行走液压泵

行走液压泵是摊铺机的主要动力来源，其主要是利用发动机燃烧过程中所产生的热能和动能，将这些能量转化为压力能，向液压系统内提供压力油，进而推动机械进行运转。

1.2 行走液压马达

该马达属于两档交变马达，是将压力油所提供的压力能转化为机械动能的重要结构，通过传动轴的带动，使得机械产生了行驶的动力，并将动力附加在驱动链轮上，实现了机械的整体运动。

1.3 电液伺服阀

电液伺服阀是整个液压动力控制系统当中的关键元件。当液压系统的负载压差达到一定程度时，电液伺服阀输出压力油流量和电流量呈正相关，如果输入的电流是反向的，那么压力油的输出也必然是反向的。因此，摊铺机的液压马达的转动速度和运动方向都是由电液伺服阀的输出流量来进行控制，使整个系统能够被稳定控制。

1.4 电磁溢流阀

电磁溢流阀是整个系统内的安全阀，主要被用来控制电-液系统所产生的压力，使其保持在一个恒定的范围之内，并对系统的最大输出压力值进行限制，保证系统能够在安全的情况下运行，避免压力过大损坏行走液压系统。

1.5 控制电路

摊铺机的控制电路与其它机械的控制电路有着相同的作用，主要就是利用传感器所发出的反馈信号向各结构进行传输。控制电路负责输入指令信号，借助控制系统计算机的分析，对信号进行处理，并产生控制信号，进而操作摊铺机的运行。

2 沥青混凝土摊铺机行走液压系统的工作原理

在摊铺机的行走液压马达上设有速度传感器，当液压马达开始运转时，其转速的信号就会被传感器检测到，并将其转化为反馈信号发送到控制计算机当中，计算机接收到反馈信号后将其转化为输出信号，将相应的速度指令进行输出，经过D/A转换器将信号放大，进入到驱动电液伺服阀当中，通过伺服阀和电磁溢流阀来输出和控制马达的转速和摊铺机的行走速度。当所输出的速度指令一定时，摊铺机的驱动轮运转速度就会恒定，而传感器接收和反馈出的电压信号则一定，使得计算机分析出的偏差电压恒定，这样就能够保证沥青混凝土摊铺机能够保证在一定的速度内进行恒速运动，使得沥青和混凝土的浇筑均匀，保证路面施工质量。

3 沥青混凝土摊铺机行走液压系统的智能控制系统

摊铺机本身属于多系统所组成的耦合系统，其具有反应速度快、精密度高等优点，但授予电液伺服阀等结构会产生非线性参数，导致各类不确定因素影响系统的控制。因此，为了降低这些不确定因素所带来的风险，可以利用智能控制理念当中的模糊控制来完善摊铺机的行走液压系统。模糊控制系统的核心是模糊控制器，其主要由三个环节构成，包括处理输入信号的模糊量化环节、处理输出信号的模糊控制算法功能环节、负责输出模糊化控制信号的模糊判决环节。在构建模糊化控制器的过程中，最重要的就是将该系统的模糊控制算法建立起来，也就是制定模糊规则表，一般采用Mandani规则。在对控制量进行选取的过程中一定要注意防止超调，以系统稳定运行作为大前提。假设系统实际采样的误差量为e，则误差的变化率为ec，而模糊控制规则为R，由此得出的模糊控制量u=e*R。该公式属于合成规则，在应多不同变量的时产生的控制量公式为：，通过该公式可以求得不同情况下的控制量，进而得出模糊集合，根据这一集合数据就能够应对不同情况下系统的控制输出信号，达到智能应对目的。

4 结语

智能控制系统是未来机械制造业的发展趋势，将这一系统应用在沥青混凝土摊铺机的行走液压系统中，能够有效克服传统控制系统难以应对不确定因素的缺点，使得控制系统的输出信号更加稳定，使沥青和混凝土的摊铺质量进一步提升，降低手动操作的劳动量，满足现代工程对于施工机械的要求。

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