大宽度大厚度多功能摊铺机行驶控制系统研究

发布时间：2020-10-12 23:59

　　 道路建设对于国家经济发展非常重要,低效率工程施工严重制约道路建设的发展。大宽度大厚度多功能摊铺机能够弥补传统摊铺机摊铺路面宽度太小、摊铺厚度不够、工作装置单一的缺点;并克服多台摊铺机并排摊铺产生的重叠离析,进而提高作业施工效率,提升工程质量。摊铺机行驶控制系统的特性直接影响施工效率和工程质量。本文以大宽度大厚度多功能摊铺机的行驶控制系统为研究对象,旨在研制高度集成化、性能优秀的摊铺机行驶控制系统,对改进大宽度大厚度摊铺机施工效率和工程质量有现实意义。本文深入分析了当前国内外摊铺机及其行驶控制系统研究背景和发展现状,总结了摊铺机控制系统研究的重点难点。围绕大宽度大厚度多功能摊铺机的功能特性,研究了基于四履带摊铺机行驶、启停、转向等多种工作模式相互转换方式,提出了大宽度大厚度多功能摊铺机行驶和转弯控制算法并改善了大宽度大厚度多功能摊铺机行驶控制系统的控制性能。根据大宽度大厚度多功能摊铺机行驶控制系统的设计要求和四履带工程机械运动学动力学特性,制定了控制系统总体控制方案,并进行了各元件参数的合理匹配研究。基于工业控制系统技术,对摊铺机控制系统硬件平台进行选型和搭建,对DSP最小系统、马达测速电路、模拟量与数字量输入电路、泵与马达排量调节电路、EEPROM电路以及串行通信电路等进行了分析和研究。围绕硬件电路功能在CCS3.3中对摊铺机控制系统软件模块进行了编程,并通过仿真器进行了上电调试。最后,根据大宽度大厚度多功能摊铺机作业模式,以速度闭环为控制重点,优选模糊自适应算法为摊铺机处于“摊铺”模式控制算法,并根据摊铺机实际工作状态和工作环境研究并设计模糊自适应PID控制器。详细分析了液压驱动系统结构及元件的性能参数,并在MATLAB中建立了摊铺机行驶控制系统数学模型,利用模糊自适应PID控制器进行摊铺机速度特性仿真分析。仿真结果表明,在大宽度大厚度多功能摊铺机行驶控制系统中采用模糊自适应PID控制与传统PID相结合的策略可以提高控制系统的性能。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U415.521
【部分图文】：

2高工程质量发挥着主要作用。图1.1 大宽度大厚度多功能摊铺机结构图相比较电传动工程机械，液压传动有无可比拟的优点，但同时大型的机械液压传动系统也有弊端。不仅惯性质量大，而且包含着许多未知性因素，再加上工程机械工作内容和施工环境变化多端，使得摊铺机行驶控制系统动态特性变化大且不稳定。这种控制对象的不确定性、时变性和非线性使得难以建立被控对象的精确数学模型，其控制问题往往不能通过传统 PID 控制方式来解决，唯有采用数字智能化电子控制技术[3]。目前数字控制技术发展迅速，在前沿高精度新型智能技术产品得到广泛应用，但由于工程机械的作业环境恶劣以及摊铺机自身液压系统的响应非线性和多传感器融合工作的复杂性，使得数数字控制技术应用于摊铺机以及其他大型液压机械装备的控制系统还有待于研究。因此

制造[4]。如图1.2所示中联重科研制的SUPER165大型摊铺机一次摊铺宽度可达16.5m，摊铺厚度为550mm。如图1.3所示，三一重工研制的SMP165C超大型摊铺机 。华通动力研制的EPC125D型大宽度摊铺机如图1.4所示，可更换不同工作装置设备，其摊铺宽度最大可达12.5m，摊铺厚度为500mm。如图 1.5 徐工机械设计的1253S型的智能摊铺机，其最大摊铺宽度可达12.5m，摊铺厚度为550mm[5]。图 1.2 中联 SUPER165 摊铺机 图 1.3 三一 SMP165C 摊铺机图 1.4 华通动力 EPC125D 摊铺机 图 1.5 徐工 RP1253S 智能摊铺机公路建设中稳定材料的铺设和混凝土的铺设工作，以前是由两种工程机械完成，前者由路拌机或平地机等机械进行铺设后者是摊铺机作业范围

[4]。如图1.2所示中联重科研制的SUPER165大型摊铺机一次摊铺宽度可达16.5m，摊铺厚度为550mm。如图1.3所示，三一重工研制的SMP165C超大型摊铺机 。华通动力研制的EPC125D型大宽度摊铺机如图1.4所示，可更换不同工作装置设备，其摊铺宽度最大可达12.5m，摊铺厚度为500mm。如图 1.5 徐工机械设计的1253S型的智能摊铺机，其最大摊铺宽度可达12.5m，摊铺厚度为550mm[5]。图 1.2 中联 SUPER165 摊铺机 图 1.3 三一 SMP165C 摊铺机图 1.4 华通动力 EPC125D 摊铺机 图 1.5 徐工 RP1253S 智能摊铺机公路建设中稳定材料的铺设和混凝土的铺设工作，以前是由两种工程机械完成，前者由路拌机或平地机等机械进行铺设后者是摊铺机作业范围，由于路基压实技术和混合料搅拌技术的发展
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本文编号：2838463