沥青混凝土摊铺机行走液压系统的智能控制应用与分析

摘 要：道路工程是重要的基础设施建设项目，对于促进我国的经济发展，提高人员与物资的交流都具有十分重要的意义，因此必须保证公路的施工质量。而铺设沥青混凝土的施工效果将直接关系到公路的使用年限，所以铺设设备的研发应用成为了道路工程施工领域的重点发展方向之一。本文将对摊铺设备液压行走系统的应用以及智能化控制进行分析和探讨。

关键词：沥青混凝土；摊铺机；液压系统；智能控制

随着科学技术的发展，我国的混凝土沥青摊铺机已经成为了高度集成了电、机以及液压系统的现代化设备，国内目前所使用的摊铺设备中全部是利用全液压系统进行驱动的。而进入网络信息时代后，智能化的控制系统发展十分迅猛，并且得到了越来越广泛的应用，智能控制技术可以使不同系统便捷的实现转换控制，因此新型的摊铺机也开始应用智能化的电液控制系统。智能化的摊铺机液压行走系统在目前国际上的发展和应用已经比较成熟，我国尚处于初级阶段，仍需要积极学习并借鉴国外的先进技术，不断对国内的现有技术设备进行创新和完善。

一、混凝土及沥青摊铺机液压行走系统的主要构成

混凝土沥青摊铺机的主要作用是在道路工程的施工作业面上摊铺混凝土或者沥青，通常摊铺作业需要恒速运行。但是摊铺机在实际工作中往往会由于送料速度发生改变、负载变化以及油温出现上升情况等多种因素而改变实际运转速度，从而造成摊铺平面不均匀，对道路工程的整体施工质量造成严重的影响。所以沥青混凝土摊铺机的系统控制以及不同结构的相互配合是十分重要的。

（一）液压泵

摊铺机实现行走运转主要依靠液压泵来提供动力。发动机在进行燃烧时会有动能以及热能产生，而行走液压泵将其转换成压力，并将压力与泵送到液压系统中，从而使摊铺机获得运转行走的动力来源。

（二）液压马达

目前沥青混凝土摊铺机中所使用的马达大多属于两档交变式的液压马达，其可以对来自于压力油的压力能进行转换，使之成为机械动能，并借此来带动传动轴做功，从而使摊铺机获得行走动力，当动力作用于驱动链轮時，摊铺机就实现了工作运转。[1]

（三）伺服阀

在液压动力的整个控制系统内，最为核心的元件设备就是电液伺服阀。如果液压系统达到了一定负载压差后，则通过电液伺服阀所输出的电流量与压力油的流量成正比；当反向电流量被输入时，则必然所输出的压力油也呈反向。[2]所以电液伺服阀通过流量的输出来控制沥青混凝土摊铺机运转的方向以及马达的转速，从而保证整个系统运行控制的稳定性。

（四）溢流阀

在整个控制系统内，电磁溢流阀主要起到安全阀的作用，其可以对电液系统中的压力进行有效的控制，将其控制在恒定区间内，同时限制控制系统输出的最大压力值，从而保证液压系统的运行安全，防止过大的压力对液压行走系统造成破坏。

（五）液压系统的控制电路

与控制电路在其他机械设备中的作业一样，控制电路在沥青混凝土摊铺机内同样是通过传感器获得相关检测信号，并将反馈信号传输给其他系统结构。由控制电路开对指令信号进行输入，并通过控制系统内的计算机对输入信号进行分析处理，从而使控制信号形成，并对摊铺机的运转状态进行控制操作。

二、混凝土及沥青摊铺机液压系统工作的基本原理概述

沥青混凝土摊铺机通常将速度传感装置设置在液压行走马达内，这样在液压马达工作时，传感器就可以对转速信号进行检测，同时将检测信号向控制计算机进行反馈传输，当反馈信号进入计算机系统后就被转换成控制输出信号，输出系统下达的速度指令，D/A转换装置将放大控制指令，并向驱动系统的电液伺服阀进行传输，然后有电磁溢流阀与伺服阀共同来对马达转速进行输出控制，实现了对行走速度的有效控制。只要控制系统输出恒定的速度信号，那么驱动轮的转速就是一定的，因此传感器所检测以及反馈的信号也就是恒定的，而计算机对偏差电压的分析结果同样是一定的，从而使摊铺机可以在一定速度范围内保持恒速，这样在进行摊铺混凝土以及沥青作业时，摊铺更加均匀，提高了道路工程的施工质量。

三、混凝土及沥青摊铺机智能化液压行走系统的控制系统应用分析

由于沥青混凝土摊铺机是由多个系统耦合而成的综合性系统，具有较高的精密度，而且可以实现快速反应，其优点十分突出。然而在电液伺服阀或其他结构中会有一些非线性的参数产生，这些不确定性的参数会对控制系统产生不利的影响。而模糊控制这一智能化控制理论中重要理念能够很好的解决不确定性参数给控制系统带来的的隐患因素，对摊铺机传统的液压行走系统加以完善。在模糊控制理论中，模糊控制装置是该控制系统的关键组成部分，在实际工作中需要三个环节来完成相关操作，既对输入的信号进行模糊量化处理，对输出的信号通过模糊算法来进行控制处理，以及通过模糊判决的方式来对模糊后的输出控制信号进行处理。模糊控制系统构建的过程中，其核心部分就是建立控制信号的模糊算法，在实践中通常是通过Mandani模糊规则来进行规则表的制定。选择控制量时必须避免超调的发生，保证系统运行的稳定性是构建控制系统的基本前提。建立了模糊算法后，就可以对输入的控制量进行计算，从而通过计算所得的模糊数据集合来让系统根据情况的不同而输出不同的控制信号，从而实现控制系统的智能化。

四、总结

随着信息时代的到来，未来的机械制造也必将向智能控制方向发展，而在混凝土沥青摊铺机的液压系统内应用智能化的控制系统可以很好的解决控制系统长期以来存在的无法适应突发性情况的问题，智能控制系统可以输出更加稳定的信号，实现各个系统间的灵活转换，从而降低了操作人员的操控难度，有力的促进了混凝土沥青摊铺施工质量的提高，不仅适应了新时期对机械设备发展的要求，也推动了我国道路工程施工水平的全面提升。

参考文献：

[1]贾晓琪，郭瑞雪.沥青混凝土摊铺机行走液压系统的智能控制应用与分析[J].山东工业技术，2015，（18）：221.

[2]孟令松.环氧沥青同步洒布摊铺机液压系统设计及行走系统研究[D].燕山大学，2014.

作者简介：赵东明（1985-），男，辽宁阜新人，硕士，从事与机械、液压专业相关工作。