智能控制技術在工程機械中應用

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摘要：工程項目施工建設的機械化水平越來越高，在工程機械中引入、運用智能控制技術成為重要發(fā)展趨勢，也表現(xiàn)出了明顯作用價值。本文即重點圍繞工程機械中智能控制技術的有效應用，首先簡要介紹了智能控制技術，然后論述了智能控制技術在工程機械中的應用效果，最后以當前工程建設中常用的幾種機械設備為例，探討了智能控制技術如何應用，希望對于未來工程機械創(chuàng)新發(fā)展具備參考借鑒作用。

關鍵詞：工程機械；智能控制技術；應用

在現(xiàn)階段高速公路等工程項目施工建設中，因為整體施工難度更高，工作量同樣也比較大，如此也就必然對于施工技術手段以及相關設施提出了更高要求。伴隨著當前我國工程項目建設中機械化水平的不斷提升，各類工程機械的應用確實發(fā)揮出了較強的作用價值，明顯提升了工程項目施工效果，也成為未來工程項目建設優(yōu)化的重要目標和對象。對于工程機械的創(chuàng)新優(yōu)化發(fā)展而言，智能控制技術的應用是不容忽視的關鍵所在，智能控制技術恰當融入運用到工程機械中去，能夠明顯提升其運用性能，促使其更好服務于工程項目施工建設，值得研究和實踐探索。

1智能控制技術概述

智能控制技術是現(xiàn)階段比較受重視的一種高級控制手段，其依托人工智能、信息論、神經生理學以及仿生學等專業(yè)知識，形成了可以模擬人工進行自動控制和智能判斷的新模式，在實際應用中可以發(fā)揮出記憶、學習、分析以及推理等多方面作用，在越來越多的領域發(fā)揮出了重要價值。基于工程機械方面的創(chuàng)新改進來看，智能控制技術的應用同樣也是重要發(fā)展方向，針對這種智能控制技術的有效融入和運用，工程機械的運行效果和作用價值往往可以得到明顯提升，同時也可以解決以往傳統(tǒng)滯后機械設備在運行中出現(xiàn)的偏差問題，成為當前越來越受大眾歡迎一種新方法和新技術。從當前工程機械中智能控制技術的應用原理上來看，其有效打破了傳統(tǒng)控制手段對于數(shù)學模型的過度依賴，能夠實現(xiàn)控制對象的優(yōu)化調控，促使其在調控管理過程中具備人類思維模式，由此可以模擬人工發(fā)揮出理想控制作用?，F(xiàn)階段智能控制技術的研究越來越深入，在工程機械中可供選用的智能控制技術也越來越豐富，其中比較有代表性的技術手段如下。

（1）專家系統(tǒng)。智能控制技術應用中專家系統(tǒng)是比較重要的代表技術，其主要應用原理是在相應控制系統(tǒng)中納入大量專家水平的知識和經驗，如此也就可以促使相應系統(tǒng)在進行分析和判斷時，模擬專家進行問題解決，最終有效保障判斷的準確度。該智能控制技術的應用必然對于專家水平的知識和經驗提出了較高要求，不僅僅需要初期能夠納入盡可能多的內容和案例，同時還應該注重形成學習模式，以便不斷更新專家系統(tǒng)，對于一些新問題和新案例予以及時導入，如此也就可以更好促使專家系統(tǒng)得以穩(wěn)定高效運行，盡可能減少遇到難以解決問題以及判斷錯誤的幾率。

（2）人工神經網絡。智能控制技術中的人工神經網絡同樣也是不容忽視的重要模式，其主要借助于神經元模型進行優(yōu)化運用，促使相應連接更為符合規(guī)則要求，以此形成可以具備良好智能調控作用的網絡結構。作為一種作用突出的運算模型，人工神經網絡的應用確實能夠形成較為準確的邏輯判斷和推理效果，并且在實踐運用中還可以表現(xiàn)出較強的適應性，幾乎可以在所有系統(tǒng)控制中得到有序運用。在人工神經網絡的應用中，只要確保各個節(jié)點連接準確無誤，促使其具備激勵函數(shù)特點，則可以有效發(fā)揮出邏輯策略應用效果，同時兼具自我學習和高速化解作用，成為當前應用較廣的一種智能控制技術。（3）模糊控制技術。智能控制技術中模糊控制技術的應用同樣也比較常見，該技術的應用在工程領域中更是可以發(fā)揮出突出作用。基于模糊控制技術的應用來看，其在實踐應用中并非借助于傳統(tǒng)數(shù)學變量進行優(yōu)化控制，而是采取語言變量予以科學使用，同時也利用了附加條件，促使變量關系得到較好明確，進而也就可以有效實現(xiàn)控制管理。在模糊控制技術的應用中，模糊運算法則的應用至關重要，可以在推理以及邏輯判斷方面發(fā)揮關鍵作用，要求準確量化和模糊化所有輸入語言，進而予以模糊推理分析，確保由此形成的定量化結果具備理想參考應用價值，最終發(fā)揮出相應智能控制效果。

2智能控制技術在工程機械中的應用效果

工程機械中智能控制技術的應用在當前越來越受重視，其作用效果主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，智能控制技術的應用可以實現(xiàn)工程機械的無人化作業(yè)，有效降低工程機械運行對于操作員的過高依賴，絕大部分工程機械都可以在脫離人員的背景下運行，如此也就可以在規(guī)避操作人員傷亡的同時，保障施工任務同樣得以優(yōu)化落實，尤其是在一些高風險的施工區(qū)域，這種無人化作業(yè)的效果突出；其次，智能控制技術的應用還能夠明顯優(yōu)化工程施工質量，這也是工程機械運用需要高度關注的核心目標，只有確保工程機械運行精確可靠，且能夠在現(xiàn)場予以實時調控，進而才能夠優(yōu)化最終施工質量效果，而這也正是智能控制技術應用所能夠表達的重要作用，有助于規(guī)避各方面工程機械運行不暢問題；另外，智能控制技術的應用還可以明顯提升工程機械運行效率，相對于人工操縱和調控，智能控制技術的運用可以促使工程機械更為高效運行，且不會受到人員疲勞度的影響，促使工程機械保持全天候運行，如此也就可以滿足一些工期要求較為嚴格的工程項目。

3智能控制技術在工程機械中的應用

3.1智能控制技術在挖掘機中的應用

在工程項目施工建設中，挖掘機是比較常見的一類機械設備，尤其是在項目基礎施工處理中，挖掘機成為輔助完成挖掘以及修坡工作的重要設施。對于挖掘機在現(xiàn)階段工程項目施工建設中的應用來看，同樣也面臨著更高的要求，尤其是對于開挖精準度以及處理效率，都需要予以不斷提升，如此也就需要針對挖掘機予以創(chuàng)新優(yōu)化。智能控制技術在挖掘機中的應用就可以表現(xiàn)出較強的作用價值，其能夠確保挖掘機運行更為精確可靠，在開挖深度以及坡度控制方面優(yōu)勢明顯，明顯降低了原有挖掘機使用過程中對于人的依賴性?，F(xiàn)階段挖掘機中智能控制技術的應用越來越成熟，不僅能夠有效處理現(xiàn)場中的各類狀況，還可以避免人工開挖，尤其是對于以往為了有效控制開挖精度而需要在接近底部30cm時轉由人工開挖的問題，在智能控制技術的引入運用下都可以得到有效解決。在一些施工安全風險較高的區(qū)域，挖掘機的使用同樣也可以借助于智能控制技術予以優(yōu)化控制，避免人員直接參與，這種無人化的挖掘作業(yè)可以具備更強的適用性，在保障施工作業(yè)安全性的同時，也能夠有效提升經濟效益。XsitePro智能挖掘系統(tǒng)就是當前挖掘機中比較有效的一種智能控制技術，其可以充分借助于GPS技術、傳感器技術以及其它信息化手段，獲取挖掘機運行中遇到的各類問題，同時嚴格按照施工計劃予以挖掘機的調控把關，以此更好優(yōu)化挖掘機運行控制效果。整個挖掘機運行過程往往均可以形成較為理想的智能化管控和調節(jié)，在更好完成挖掘任務的同時，解決了可能出現(xiàn)的開挖偏差問題。挖掘機作業(yè)過程中，技術人員往往不需要全程參與，僅需要遠程利用顯示器予以監(jiān)視即可，最終開挖精確度可以得到良好保障，且具備較高安全性。

3.2智能控制技術在推土機中的應用

工程項目基礎施工處理中除了需要大量挖掘機外，往往還離不開推土機，尤其是在土方作業(yè)中，推土機的應用必不可少，能夠明顯加快施工進度，降低工作人員壓力。在以往工程項目中使用推土機時，往往過多依賴于操作人員，要求操作人員根據現(xiàn)場實際狀況以及自身工作經驗，參考測量結果，予以有效操作，進而促使推土機能夠達到理想運行效果。這種推土機操作模式不僅僅明顯加大了操作人員的負擔，也會降低施工效率，且產生了較高的人工成本，最終土方作業(yè)質量也很難得到有效保障。在推土機中運用智能控制技術成為重要發(fā)展方向，在現(xiàn)階段也得到了理想運用，比如在推土機運用中的找平控制中，該項控制任務的難度較大，依靠人工操作往往存在明顯問題，對于操作人員的要求較高，如此也就可以借助于激光2D智能找平系統(tǒng)等智能化控制手段，促使推土機的運行更為準確高效，尤其是在鏟刀的智能化控制方面，可以實現(xiàn)高程差的精確把關，以此最終確保理想的平整度，解決以往可能存在的明顯凹凸不平問題。在智能控制技術應用于推土機作業(yè)時，其精確度往往可以達到厘米級，尤其是在以往控制難度較大的高程精度控制方面，更是可以表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，施工輔助效果更強。

3.3智能控制技術在攤鋪機中的應用

在高速公路類工程項目施工建設中，攤鋪機同樣也是比較關鍵的工程機械，要求確保攤鋪機的作業(yè)較為高效準確，能夠順利將需要攤鋪的材料予以科學處理，以此更好形成攤鋪作業(yè)效果，保障路面施工質量。在以往攤鋪機作業(yè)過程中，往往需要人工予以實施協(xié)調管控，尤其是對于下料量、運行速度以及熨平板相關參數(shù)等，都需要人工調控，如此也就必然加大了攤鋪機運行控制難度，極容易出現(xiàn)一些操控失誤問題，影響著最終路面攤鋪質量效果。智能控制技術應用于攤鋪機就可以有效解決上述難題，確保攤鋪機的運行更為準確可靠，避免了運行過程中出現(xiàn)的參數(shù)失控或者是自身運行偏差問題。在智能控制技術的應用中，首先要求在攤鋪機中合理布設傳感器以及其它信息獲取設施，同時設定好攤鋪作業(yè)程序，確保所有攤鋪作業(yè)參數(shù)都能夠得到精確把關，進而在后續(xù)現(xiàn)場攤鋪作業(yè)過程中予以實時調控，對于攤鋪作業(yè)過程中遇到的不同情況也應該進行智能判斷和制動調控，以此更好確保路面攤鋪效果。比如在攤鋪下料量的控制方面，智能控制技術的應用并非是直接設定某一個參數(shù)就不變了，而是能夠結合現(xiàn)場原有平整度狀況，實時調整下料量，進而確保攤鋪后的路面結構能夠更為平整合理，為后續(xù)路面壓實作業(yè)創(chuàng)造理想條件的同時，避免了需要人工修復的環(huán)節(jié)，更好提升了施工作業(yè)的便捷性和準確度。

3.4智能控制技術在壓路機中的應用

在工程項目施工建設中，壓路機同樣也是不容忽視的關鍵工程機械，尤其是在高速公路路面施工中，壓路機的運行效果直接關系著最終路面壓實度和平整度，要求予以規(guī)范可靠運用。在以往壓路機的運行中，往往過多依賴于操作者的現(xiàn)場實時調控，不僅僅加大了操作者的工作難度，同時也容易造成一些處理偏差問題，尤其是在振動輪的管控上，更是極容易出現(xiàn)控制不到位現(xiàn)象，要求予以重點關注。但是在智能控制技術引入運用后，壓路機的運行調控往往更為精確可靠，可以在智能測量的同時，對于壓路機進行自動調控，以便更好達到預期處理效果。比如在壓路機振動輪的加速度調控上，智能控制技術的應用就可以較好實現(xiàn)有效調控，能夠促使壓路機更好適應不同位置的基本狀況，根據硬度進行調整，避免可能出現(xiàn)的壓實不到位問題。BCM03就是當前可以應用到壓路機上的有效智能控制系統(tǒng)，其可以實現(xiàn)壓路機運行全過程的實時監(jiān)管，有助于了解施工對象的基礎上，確保自身各項參數(shù)得到靈活設置，以此更好優(yōu)化施工作業(yè)效果。在此過程中，微機客戶端的作用至關重要，要求確保其能夠在合理運用智能化技術后，具備更強的邏輯判斷和實時管控效果，以此更好優(yōu)化壓路機作用價值，確保路面壓實度。

3.5智能控制技術在起重機中的應用

工程項目建設同樣還離不開起重機的運用，無論是現(xiàn)場施工作業(yè)，還是一些材料的運輸調度，往往都需要起重機設備的配合。在以往起重機的運行管理中，往往都需要操作員進行實時把控，確保起重機抓斗以及運行速度較為理想，以此更好完成施工任務，如此也就必然對于操作員的經驗提出了更高要求，且同樣也容易出現(xiàn)偏差問題，尤其是在抓斗力矩的控制上，極容易出現(xiàn)不準確現(xiàn)象，影響到抓取的準確度，延誤施工時間的同時，也極容易對操作對象產生不利損害。智能控制技術應用于起重機也就顯得極為必要，可以較好實現(xiàn)對于各個控制參數(shù)的精確化把關，且能夠予以實時調控，圍繞著最終需要達成的起重任務，更好服務于工程項目施工建設。比如PLC以及智能變頻技術的應用就可以有效實現(xiàn)起重機的優(yōu)化處理，促使其運行更為準確可靠。在該類智能控制技術的應用下，不僅僅能夠確保起重機運行更為準確可靠，同時還能夠保障設備穩(wěn)定性，避免起重機在運行中出現(xiàn)受損問題，增強其耐久性，避免因為出現(xiàn)超荷載運行或者是自身故障，產生較為嚴重的損傷。當然，在起重機智能化控制中，運用專家系統(tǒng)以及模糊控制器同樣也可以發(fā)揮出理想作用，均可以實現(xiàn)起重機各項參數(shù)的靈活控制。

4結語

工程機械作為推動工程項目優(yōu)化落實的重要部分，合理融入運用智能控制技術成為關鍵優(yōu)化手段，對于比較常用的挖掘機、推土機、攤鋪機、壓路機以及起重機等工程機械，更是需要結合不同運行要求，合理選擇適宜的智能控制技術，以此更好增強這些工程機械的運行效果，解決以往由于操作員過度依賴帶來的嚴重偏差問題。

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作者:吳成松 單位:中交二公局東萌工程有限公司