攤鋪機(jī)行駛系統(tǒng)嵌入式控制器的研究.pdf

1、瀝青混凝土攤鋪機(jī)是用來鋪筑瀝青混凝土路面的工程機(jī)械，是路面機(jī)械的主要機(jī)種之一，它將拌和好的瀝青混合材料均勻地?cái)備佋诼坊蚵访婊鶎由?，?jīng)初步振搗和整平，形成具有一定寬度、厚度、平整度及密實(shí)度的有效攤鋪層。攤鋪機(jī)是鋪筑高等級(jí)公路及高速公路的必備設(shè)備。瀝青混凝土攤鋪機(jī)行駛系統(tǒng)控制器作為攤鋪機(jī)的核心控制部件，其主要任務(wù)包括攤鋪機(jī)的加速、減速、前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎等車體的方向與速度自動(dòng)控制，不僅能實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)行駛控制，而且對(duì)提高其行駛性能、提高施工自

2、動(dòng)化程度、改善路面施工質(zhì)量非常關(guān)鍵。因此，對(duì)瀝青混凝土攤鋪機(jī)行駛控制系統(tǒng)的研究具有十分重要理論意義，且具有非常實(shí)在的工程應(yīng)用價(jià)值和廣泛的市場(chǎng)前景。
　　本文通過全面了解攤鋪機(jī)行駛控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、功能目標(biāo)與控制需求，深入研究分析其重要環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的特性以及各環(huán)節(jié)與系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，對(duì)攤鋪機(jī)液壓行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方式進(jìn)行了詳細(xì)分析，提出了具體的控制方案，實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)的加速、減速、前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎等車體的方向與速度自動(dòng)控制。通過對(duì)速度

3、曲線特點(diǎn)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究恒速控制技術(shù)，因?yàn)樗俣鹊钠钪苯佑绊懼缆仿访娴钠秸?，而路面平整度是攤鋪工程質(zhì)量最重要的技術(shù)指標(biāo)。針對(duì)攤鋪機(jī)液壓伺服系統(tǒng)具有非線性、時(shí)變性的特點(diǎn)，用模糊控制算法抑制各種非線性因素對(duì)被控對(duì)象的影響，同時(shí)用傳統(tǒng)的PID控制算法進(jìn)一步改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，將PID和FuzzyControl引入攤鋪機(jī)行駛系統(tǒng)控制器中;同時(shí)為了解決攤鋪機(jī)行駛系統(tǒng)控制器PID參數(shù)整定困難、控制結(jié)果出現(xiàn)較大的振蕩和超調(diào)以及

4、在不同工況下參數(shù)整定煩瑣等問題，提出一種基于混沌變量的攤鋪機(jī)控制器PID參數(shù)優(yōu)化方案。綜合應(yīng)用模糊控制、混沌優(yōu)化控制等智能控制技術(shù)，研究攤鋪機(jī)行駛控制系統(tǒng)的智能控制策略和高效實(shí)時(shí)性強(qiáng)的智能控制算法，分別采用PID控制算法和模糊自適應(yīng)PID算法以及混沌優(yōu)化算法相結(jié)合的方法進(jìn)行控制，通過軟件算法及其補(bǔ)償作用改善控制系統(tǒng)的性能，達(dá)到作業(yè)工況下的恒速控制的目的。結(jié)合攤鋪機(jī)行駛系統(tǒng)的功能要求及LPC2138的特點(diǎn)，基于高性能、低功耗的32位微控制

5、器LPC2138完成了控制器的硬件設(shè)計(jì)，該數(shù)字控制器是一個(gè)以嵌入式芯片ARM為核心的控制系統(tǒng)，硬件設(shè)計(jì)主要包括:總體結(jié)構(gòu)、LPC2138微控制器、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、PWM輸出模塊、通信及電源模塊。以μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)為系統(tǒng)應(yīng)用軟件載體，采用模塊化軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，基于ADS1.2平臺(tái)完成了控制器的各功能模塊的軟件設(shè)計(jì)，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。利用MatLab軟件對(duì)行駛驅(qū)動(dòng)電液控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)