智能壓路機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題來源于校企合作項目，通過分析國內外智能壓路機的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢以及當前的科技水平，研究智能壓路機控制系統(tǒng)。本文以振動壓路機為研究對象，以智能壓路機控制系統(tǒng)的功能要求和基本結構為切入點，研究智能振動壓路機的無級調頻、調幅和調速的自動控制系統(tǒng)，以提高壓實質量和工作效率。現(xiàn)對本課題研究過程中的主要工作進行總結：
　　1、在分析智能壓路機控制系統(tǒng)功能要求的基礎上，構建壓路機的基本結構。在五種振動壓實學說的基礎上，詳細分析了對壓實效

2、果影響比較大的三個壓路機工作參數(shù)，即壓路機的振幅、振動頻率和行駛速度，為下文設計壓路機的控制系統(tǒng)做基礎
　　2、在分析比較各種控制器性能特點的基礎上，針對壓路機工作環(huán)境的惡劣性和控制系統(tǒng)的復雜性，并借鑒國內外智能壓路機的相關技術和經(jīng)驗，構建了以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型密實度分析儀連續(xù)檢測壓實過程中土壤的壓實度；采用CAN總線實現(xiàn)控制器、人機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模塊來實現(xiàn)遠程定位和遠程控制。
　　3、提出用BP神經(jīng)網(wǎng)絡建立土壤壓實模型的方法，來獲得達到目標壓實度值所需要的一組最佳壓路機振動頻率、振幅和行駛速度等工作參數(shù)。首先通過大量壓實試驗，獲得壓路機在不同特性的土壤環(huán)境、不同組的壓路機工作參數(shù)下進行壓實工作時所對應的壓實度值；然后，利用現(xiàn)有的大量數(shù)據(jù)來訓練BP神經(jīng)網(wǎng)絡。BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入為土壤的含水量、土壤干密度、當前壓實度值和目標壓實度值四個參數(shù)，輸出為達到目標壓

4、實度值的最佳振動頻率、最佳振幅、最佳行駛速度三個參數(shù)。利用所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型，便可以迅速、準確得出一組最佳工作參數(shù)，這部分內容已申請了國家發(fā)明專利。通過在線實時學習，不斷提高神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應能力。
　　4、設計了智能壓路機的調幅、調頻和調速的液壓系統(tǒng)；采用模糊控制方法為智能壓路機的調幅、調頻和調速系統(tǒng)分別設計了二維模糊控制器，將該模糊控制器與設計的液壓系統(tǒng)相結合，根據(jù)壓實狀態(tài)的需要實時對壓路機的工作參數(shù)進行智能無級調節(jié)；設計

5、振動壓路機的激振機構，在無級調幅時可以使壓實模式在垂直振動模式和振蕩模式之間變化，以適應不同的壓實材料的要求。
　　本文的創(chuàng)新點在于提出了一種獲得壓路機最佳工作參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡建模方法。用BP神經(jīng)網(wǎng)絡建立土壤壓實模型，BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入為土壤的含水量、土壤干密度、當前壓實度值和目標壓實度值四個參數(shù)，輸出為達到目標壓實度值的最佳振動頻率、最佳振幅、最佳行駛速度三個參數(shù)。利用所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型，獲得與目標壓實度值相對應的最佳振幅、