智能壓路機(jī)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題來源于校企合作項(xiàng)目，通過分析國內(nèi)外智能壓路機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢以及當(dāng)前的科技水平，研究智能壓路機(jī)控制系統(tǒng)。本文以振動(dòng)壓路機(jī)為研究對象，以智能壓路機(jī)控制系統(tǒng)的功能要求和基本結(jié)構(gòu)為切入點(diǎn)，研究智能振動(dòng)壓路機(jī)的無級調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)速的自動(dòng)控制系統(tǒng)，以提高壓實(shí)質(zhì)量和工作效率。現(xiàn)對本課題研究過程中的主要工作進(jìn)行總結(jié)：
　　1、在分析智能壓路機(jī)控制系統(tǒng)功能要求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建壓路機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。在五種振動(dòng)壓實(shí)學(xué)說的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了對壓實(shí)效

2、果影響比較大的三個(gè)壓路機(jī)工作參數(shù)，即壓路機(jī)的振幅、振動(dòng)頻率和行駛速度，為下文設(shè)計(jì)壓路機(jī)的控制系統(tǒng)做基礎(chǔ)
　　2、在分析比較各種控制器性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對壓路機(jī)工作環(huán)境的惡劣性和控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，并借鑒國內(nèi)外智能壓路機(jī)的相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了以EPEC2023控制器為核心的控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)；選用車載式KCV-4a型密實(shí)度分析儀連續(xù)檢測壓實(shí)過程中土壤的壓實(shí)度；采用CAN總線實(shí)現(xiàn)控制器、人機(jī)界面以及傳感器之間的數(shù)據(jù)信息的傳輸；利用G

3、PS定位系統(tǒng)和GSM模塊來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定位和遠(yuǎn)程控制。
　　3、提出用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立土壤壓實(shí)模型的方法，來獲得達(dá)到目標(biāo)壓實(shí)度值所需要的一組最佳壓路機(jī)振動(dòng)頻率、振幅和行駛速度等工作參數(shù)。首先通過大量壓實(shí)試驗(yàn)，獲得壓路機(jī)在不同特性的土壤環(huán)境、不同組的壓路機(jī)工作參數(shù)下進(jìn)行壓實(shí)工作時(shí)所對應(yīng)的壓實(shí)度值；然后，利用現(xiàn)有的大量數(shù)據(jù)來訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為土壤的含水量、土壤干密度、當(dāng)前壓實(shí)度值和目標(biāo)壓實(shí)度值四個(gè)參數(shù)，輸出為達(dá)到目標(biāo)壓

4、實(shí)度值的最佳振動(dòng)頻率、最佳振幅、最佳行駛速度三個(gè)參數(shù)。利用所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，便可以迅速、準(zhǔn)確得出一組最佳工作參數(shù)，這部分內(nèi)容已申請了國家發(fā)明專利。通過在線實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)，不斷提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力。
　　4、設(shè)計(jì)了智能壓路機(jī)的調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)速的液壓系統(tǒng)；采用模糊控制方法為智能壓路機(jī)的調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)速系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)了二維模糊控制器，將該模糊控制器與設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)相結(jié)合，根據(jù)壓實(shí)狀態(tài)的需要實(shí)時(shí)對壓路機(jī)的工作參數(shù)進(jìn)行智能無級調(diào)節(jié)；設(shè)計(jì)

5、振動(dòng)壓路機(jī)的激振機(jī)構(gòu)，在無級調(diào)幅時(shí)可以使壓實(shí)模式在垂直振動(dòng)模式和振蕩模式之間變化，以適應(yīng)不同的壓實(shí)材料的要求。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于提出了一種獲得壓路機(jī)最佳工作參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法。用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立土壤壓實(shí)模型，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為土壤的含水量、土壤干密度、當(dāng)前壓實(shí)度值和目標(biāo)壓實(shí)度值四個(gè)參數(shù)，輸出為達(dá)到目標(biāo)壓實(shí)度值的最佳振動(dòng)頻率、最佳振幅、最佳行駛速度三個(gè)參數(shù)。利用所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲得與目標(biāo)壓實(shí)度值相對應(yīng)的最佳振幅、