CN113373763B - 摊铺控制系统及摊铺机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摊铺控制系统及摊铺机。其中摊铺控制系统，包括：第一伸缩控制模块，第二伸缩控制模块、升降控制模块、路面扫描模块、控制模块和位移传感器；所述路面扫描模块用于获取路面摊铺信息；所述控制模块用于根据所述路面摊铺信息调节所述第一伸缩控制模块、所述第二伸缩控制模块和所述升降控制模块的工作状态；所述位移传感器用于检测所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量和升降液压油缸升降量；所述控制模块还用于反馈调节所述第一伸缩控制模块、所述第二伸缩控制模块和所述升降控制模块的工作状态。本发明实施例提供技术方案，提高了摊铺宽度的施工精度和厚度的施工精度，提高了路面的施工质量。

Description

摊铺控制系统及摊铺机

技术领域

本发明实施例涉及摊铺控制技术，尤其涉及一种摊铺控制系统及摊铺机。

背景技术

摊铺机是将材料混合后进行摊铺作业的主要机械设备，它用来将搅拌好的混合料，按照路面的形状和厚度均匀地摊铺在已经修筑好的路基或路面基层上，并给以初步的振捣和整平，形成满足一定宽度、厚度、平整度和密实度要求的路面基层或面层。

常见的机械加宽式摊铺机在作业过程中加减宽度时，需要停机进行，操作麻烦并且摊铺宽度精度较低。而液压伸缩摊铺机在铺设水稳层时摊铺厚度大于沥青摊铺厚度，在使用液压伸缩熨平板进行水稳摊铺作业时，由于液压伸缩熨平板自身结构限制无法满足水稳摊铺作业施工厚度工艺要求，严重影响了路面施工质量。并且在摊铺过程无法实现智能化控制。

发明内容

本发明实施例提供一种摊铺控制系统及摊铺机，实现摊铺宽度和摊铺厚度的自动调节，提高摊铺宽度的施工精度和厚度的施工精度，提高路面的施工质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种摊铺控制系统，包括：

第一伸缩控制模块，所述第一伸缩控制模块用于控制第一伸缩液压油缸伸缩；

第二伸缩控制模块，所述第二伸缩控制模块用于控制第二伸缩液压油缸伸缩；

升降控制模块，所述升降控制模块用于控制升降液压油缸升降；

路面扫描模块，所述路面扫描模块用于获取路面摊铺信息；其中，所述路面摊铺信息包括路面摊铺宽度信息和路面摊铺厚度信息；

控制模块，与所述路面扫描模块连接，用于根据所述路面摊铺信息调节所述第一伸缩控制模块、所述第二伸缩控制模块和所述升降控制模块的工作状态；

位移传感器，与所述控制模块通讯连接，所述位移传感器用于检测所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量和升降液压油缸升降量；所述控制模块还用于根据所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量、升降液压油缸升降量和所述路面摊铺信息反馈调节所述第一伸缩控制模块、所述第二伸缩控制模块和所述升降控制模块的工作状态。

可选的，所述控制模块包括：模糊控制单元、学习算法单元和参考模型单元；

所述参考模型单元用于将输入信号处理生成参考信号；其中，所述输入信号包括所述路面摊铺信息；

所述学习算法单元，与所述参考模型单元连接，所述学习算法单元用于将所述参考信号与所述输入信号进行作差修正后得到修正信号；所述模糊控制单元用于根据所述修正信号输出第一控制信息；

所述学习算法单元，与所述模糊控制单元连接，还用于将反馈输入信号与所述参考模型误差分析，并更新所述模糊控制单元参数；其中，反馈输入信号包括下述至少一种：所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量、升降液压油缸升降量和所述路面摊铺信息；

所述模糊控制单元还用于更新参数后根据所述反馈输入信号输出第二控制信息。

可选的，所述控制模块还包括模式选择器；

所述模式选择器，与所述模糊控制单元连接；所述模式选择器用于当所述输入信号或所述反馈输入信号中的干扰信号大于预设值时，将所述输入信号或所述反馈输入信号进行积分计算输出调整信号；所述模糊控制单元还用于根据所述调整信号调整所述第一控制信息或所述第二控制信息。

可选的，所述路面扫描模块包括定位单元和空气耦合雷达单元；

所述定位单元用于获取道路定位信息并根据所述定位信息确定路面摊铺宽度信息；

所述空气耦合雷达单元包括空气耦合雷达和雷达数据处理单元；所述空气耦合雷达与所述雷达数据处理单元连接；所述空气耦合雷达用于获取路面摊铺厚度信息；

所述雷达数据处理单元用于优化所述路面摊铺厚度信息。

可选的，所述第一伸缩控制模块包括第一换向阀、第一高速开关阀和第二高速开关阀；

所述第一高速开关阀和所述第二高速开关阀均与所述控制模块通讯连接，所述第一高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息开启或关断；所述第二高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息关断或开启；

所述第一换向阀分别于所述第一高速开关阀和所述第二高速开关阀连接；所述第一换向阀用于根据所述第一高速开关阀和所述第二高速开关阀的开关状态换向导通所述第一伸缩液压油缸。

可选的，所述第二伸缩控制模块包括第二换向阀、第三高速开关阀和第四高速开关阀；

所述第三高速开关阀和所述第四高速开关阀均与所述控制模块通讯连接，所述第三高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息开启或关断；所述第四高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息关断或开启；

所述第二换向阀分别于所述第三高速开关阀和所述第四高速开关阀连接；所述第二换向阀用于根据所述第三高速开关阀和所述第四高速开关阀的开关状态换向导通所述第二伸缩液压油缸。

可选的，所述第一换向阀和所述第二换向阀采用H型中位机能液控换向阀。

可选的，所述升降控制模块包括第三换向阀、第五高速开关阀和第六高速开关阀；

所述第五高速开关阀和所述第六高速开关阀均与所述控制模块通讯连接，所述第五高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息开启或关断；所述第六高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息关断或开启；

所述第三换向阀分别于所述第五高速开关阀和所述第六高速开关阀连接；所述第三换向阀用于根据所述第五高速开关阀和所述第六高速开关阀的开关状态换向导通所述升降液压油缸。

可选的，所述第三换向阀采用Y型中位控制机能液控换向阀。

第二方面，本发明实施例提供了一种摊铺机，包括本发明实施例任一所述的摊铺控制系统。

本发明实施例提供的技术方案，控制模块根据路面扫描模块获取的路面摊铺信息，进行调节第一伸缩控制模块、第二伸缩控制模块和升降控制模块，实现摊铺宽度和摊铺厚度调节。并通过位移传感器检测第一伸缩控制模块、第二伸缩控制模块的伸缩量和升降控制模块的升降量，控制模块根据实时的路面摊铺信息以及位移传感器的反馈信息进一步反馈调节摊铺宽度和摊铺厚度。实现摊铺宽度和摊铺厚度的自动调节，提高摊铺宽度的施工精度和厚度的施工精度，提高路面的施工质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种摊铺控制系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种控制模块的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种控制模块的控制原理的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种路面扫描模块的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种熨平板伸缩液压控制的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的一种熨平板升降液压控制的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的一种摊铺控制的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据熨平板结构形式的不同，可以将熨平板分为机械熨平板和液压伸缩熨平板。机械熨平板主要由基础熨平板和加长熨平板组成，加长熨平板和基础熨平板二者结构相同，它们之间通过螺栓连接，可组合成多种摊铺宽度，但在作业过程中加减宽度时，需要停机进行，操作麻烦并且摊铺宽度精度较低，不利于自主作业及智能化控制发展。液压伸缩熨平板也是由基础熨平板和加长熨平板组成，加长熨平板和基础熨平板二者结构相同，只不过加长熨平板布置在基础段熨平板的后面，通过液压油缸进行宽度调节，在路面的水稳层施工中，水稳层摊铺厚度远远大于沥青摊铺厚度，由于液压伸缩熨平板自身结构限制无法满足水稳摊铺作业施工厚度工艺要求，无法满足路面路基的平整度和密实度要求，严重影响了路面施工质量。

本发明实施例提供了一种摊铺控制系统，图1为本发明实施例提供的一种摊铺控制系统的结构示意图。参见图1，摊铺控制系统包括：

第一伸缩控制模块110，第一伸缩控制模块110用于控制第一伸缩液压油缸伸缩；

第二伸缩控制模块120，第二伸缩控制模块120用于控制第二伸缩液压油缸伸缩；

升降控制模块130，升降控制模块130用于控制升降液压油缸升降；

路面扫描模块140，路面扫描模块140用于获取路面摊铺信息；其中，路面摊铺信息包括路面摊铺宽度信息和路面摊铺厚度信息；

控制模块150，与路面扫描模块140连接，用于根据路面摊铺信息调节第一伸缩控制模块110、第二伸缩控制模块120和升降控制模块130的工作状态；

位移传感器160，与控制模块150通讯连接，位移传感器160用于检测第一伸缩液压油缸、第二伸缩液压油缸的伸缩量和升降液压油缸升降量；控制模块150还用于根据第一伸缩液压油缸、第二伸缩液压油缸的伸缩量、升降液压油缸升降量和路面摊铺信息反馈调节第一伸缩控制模块110、第二伸缩控制模块120和升降控制模块130的工作状态。

具体的，液压油缸可以连接摊铺熨平板，通过液压油控制液压油缸的油杆执行动作，从而实现摊铺熨平板伸缩或升降功能。示例性的，第一伸缩液压油缸和第二伸缩液压油缸分别表示控制左侧熨平板伸缩液压油缸和控制右侧熨平板伸缩液压油缸。升降液压油缸可以设置一个或多个，可以保持熨平板升降时均匀受力。路面扫描模块140可以确定需要摊铺路面的摊铺宽度信息以及摊铺厚度信息。位移传感器160可以置于第一伸缩液压油缸、第二伸缩液压油缸和升降液压油缸的油缸内部、油杆上或置于摊铺熨平板上，通过位移传感器160检测伸缩及升降位移量。本发明实施例对位移传感器160设置位置仅做示例，并不做具体限定。

示例性的，摊铺控制系统工作原理为：通过路面扫描模块扫描获取包括路面的摊铺宽度和摊铺厚度的路面摊铺信息，控制模块根据路面摊铺信息控制左侧熨平板伸缩液压油缸伸缩动作、右侧熨平板伸缩液压油缸伸缩动作及熨平板升降液压油缸的升降动作，实现摊铺宽度和厚度的调节。熨平板伸缩液压油缸及升降液压油缸上都设置有位移传感器，利用传感器实时监测油缸的伸缩及升降量，并把检测数据反馈给控制模块，控制模块根据反馈数据调节伸缩及升降量，从而形成摊铺宽度与摊铺厚度的闭环反馈控制，从而进一步提高了摊铺精度。

本发明实施例提供的技术方案，控制模块根据路面扫描模块获取的路面摊铺信息，进行调节第一伸缩控制模块、第二伸缩控制模块和升降控制模块，实现摊铺宽度和摊铺厚度调节。并通过位移传感器检测第一伸缩控制模块、第二伸缩控制模块的伸缩量和升降控制模块的升降量，控制模块根据实时的路面摊铺信息以及位移传感器的反馈信息进一步反馈调节摊铺宽度和摊铺厚度。实现摊铺宽度和摊铺厚度的自动调节，提高摊铺宽度的施工精度和厚度的施工精度，提高路面的施工质量。

图2为本发明实施例提供的一种控制模块的结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种控制模块的控制原理的结构示意图。参见图2和图3，控制模块包括：模糊控制单元210、学习算法单元220和参考模型单元230；

参考模型单元230用于将输入信号处理生成参考信号；其中，输入信号包括路面摊铺信息；

学习算法单元220，与参考模型单元230连接，学习算法单元220用于将参考信号与输入信号进行作差修正后得到修正信号；模糊控制单元用于根据修正信号输出第一控制信息；

学习算法单元220，与模糊控制单元210连接，还用于将反馈输入信号与参考模型误差分析，并更新模糊控制单元210参数；其中，反馈输入信号包括下述至少一种：第一伸缩液压油缸、第二伸缩液压油缸的伸缩量、升降液压油缸升降量和路面摊铺信息；

模糊控制单元210还用于更新参数后根据反馈输入信号输出第二控制信息。

具体的，参考模型单元230包括参考模型，其中参考模型包括摊铺控制的各种参数或者参考域模型，参考模型可以根据实际生产数据的积累建立。模糊控制是指利用模糊数学的基本思想和理论进行控制的方法，模糊控制单元210用于模拟摊铺的操作并输出控制信息。其中摊铺控制系统的动态信息越详细，则越能达到精确控制的目的，从而实现不确定性，不精确性，非线性，时变性，时滞性等特性的控制。学习算法单元220包括连续型隶属度函数或离散型隶属度函数等，并且利用参考模型跟踪误差量em，将误差量em作为学习输入，来建立一种改变模糊控制单元210参数的有组织迭代方法，通过改变模糊控制单元210的控制参数，使摊铺控制系统动态满足实际工程控制。其中，模糊控制单元210还可以包括一个前馈单元，输入信号Ur经过前馈系数修正可以提高响应速度，在频域上改善相位裕度。

示例性的，参见图3，控制模块的控制原理为：输入信号Ur可以指需要控制的任何信号，示例性的，输入信号Ur可以是为摊铺机熨平板伸缩的位移量和熨平板升降的位移量。输入信号Ur进入控制模块以后，分为两路，一路信号经过参考模型单元230，通过参考模型对输入信号Ur进行一个初步的校对和比拟，得到一个参考信号Ym，参考信号Ym的信号值作为一个最初始的反馈信号与输入信号Ur进行作差后得到修正信号em，另一路输入信号Ur进入模糊控制单元210利用修正信号em修正后得到修正信号Ufc。输入信号Ur经过前馈单元260，根据前馈系数得到前馈信号Uf。模糊控制单元210将修正信号Ufc和前馈信号Uf叠加后输出第一控制信息给受控对象240。其中受控对象240指与输入信号对应的控制对象，示例性的，本实施例中受控对象240指第一伸缩液压油缸、第二伸缩液压油缸和升降液压油缸。

在摊铺作业过程中，通过路面扫描模块的路面摊铺信息和位移传感器的位移量，实时将反馈数据发送给控制模块。其中，反馈数据Yf与参考信号Ym通过学习算法单元220进行作差后得到修正的信号em即误差量，模糊控制单元210跟踪误差量em，将误差量作为学习输入，更新模糊控制单元210控制参数。通过改变模糊控制单元210的参数后，模糊控制单元210将输入信号Ur以及反馈信号Yf利用修正信号em修正后得到此时的修正信号Ufc，将修正信号Ufc和前馈信号Uf叠加后输出第二控制信息，从而使受控对象240做进一步的精确调整。进而提高控制系统的稳定性和受控对象的控制精度。

继续参见图2和图3，基于上述实施例，控制模块还包括模式选择器250；

模式选择器250，与模糊控制单元210连接；模式选择器250用于当输入信号或反馈输入信号中的干扰信号大于预设值时，将输入信号或反馈输入信号进行积分计算输出调整信号Ui；模糊控制单元210还用于根据调整信号Ui调整第一控制信息或第二控制信息。

具体的，在实际控制中可能会有很多干扰，参数变化范围很大，因此为了补偿过程参数的变化，可以使用参考模型设定期望动态和调整模糊控制单元参数。并且为了确保系统稳定的精度，消除扰动影响，控制模块还包括模式选择器250，外部干扰信号可以通过信号传感器监测，监测的干扰信号会输入模糊控制单元210，模糊控制单元210设定干扰范围权值或区间，当输入信号或反馈输入信号中的干扰信号超过该权值或区间时，模式选择器250激活。模式选择器250对输入信号或反馈输入信号进行积分计算得到积分信号即调整信号Ui。其中，积分增益系数将通过一个基于灵敏度模型的学习算法来确定。模糊控制单元将修正信号Ufc、前馈信号Uf和调整信号Ui叠加后调整第一控制信息或第二控制信息。从而消除干扰信号扰动影响，提高摊铺熨平板控制精度。

图4为本发明实施例提供的一种路面扫描模块的结构示意图。参见图4，路面扫描模块包括定位单元410和空气耦合雷达单元；

定位单元410用于获取道路定位信息并根据定位信息确定路面摊铺宽度信息440；

空气耦合雷达单元包括空气耦合雷达420和雷达数据处理单元430；空气耦合雷达420与雷达数据处理单元430连接；空气耦合雷达420用于获取路面摊铺厚度信息；

雷达数据处理单元430用于优化路面摊铺厚度信息。

具体的，定位单元410可以采用定位软件或定位工具进行定位，示例性的，定位单元410可以采用GPS定位411。通过GPS定位411获取摊铺路面的定位信息，路面扫描模块通过定位信息获取后台路面工程数据，从而可以获取摊铺路面宽度信息。空气耦合雷达420利用发射天线将高频的电磁波以宽带脉冲的形式传入地下，然后由接收天线接收截止反射信号，用于探测目标物体及下覆介质分布形态。空气耦合雷达420检测时，可以离开地面一定的高度。

由于声波在空气介质中衰减及气固界面的巨大抗差，导致空气耦合超声信噪比差，大大影响检测精度，空气耦合雷达420的检测信号还需经过雷达数据处理单元430进行优化处理。示例性的，优化处理过程为：假设参考信号为s(t)，是由N个紧连着的子脉冲组成的宽脉冲信号。其中，参考信号s(t)可以由控制模块提供的相位编码信号作为参考信号s(t)。与参考信号s(t)相关的接收信号为x(t)即检测信号，对接收信号x(t)进行脉冲压缩处理，二相关信号的相位编码脉冲压缩过程实际上是将接收信号x(t)与参考信号s(t)通过雷达数据处理单元进行卷积运算，示例性的，雷达数据处理单元可以采用匹配滤波器。通过将参考信号的卷积运算，使之成为非严格意义的脉宽压缩信号y(t)，这些脉宽压缩信号可以直接被控制模块接收，结合位移传感器的传感信号形成闭环反馈控制，实现实时控制摊铺厚度。

图5为本发明实施例提供的一种熨平板伸缩液压控制的结构示意图。参见图5，第一伸缩控制模块包括第一换向阀5、第一高速开关阀Y1和第二高速开关阀Y2；

第一高速开关阀Y1和第二高速开关阀Y2均与控制模块通讯连接，第一高速开关阀Y1用于根据第一控制信息或第二控制信息开启或关断；第二高速开关阀Y2用于根据第一控制信息或第二控制信息关断或开启；

第一换向阀5分别于第一高速开关阀和第二高速开关阀连接；第一换向阀5用于根据第一高速开关阀和第二高速开关阀的开关状态换向导通第一伸缩液压油缸。

具体的，第一换向阀5与左侧熨平板伸缩液压缸8之间通过液压锁7连接，其中，液压锁是将两个液控单向阀布置在同一个阀体内，成为双液控单向阀，也叫液压锁，不供油时起到保压作用。熨平板伸缩液压缸采用阀控缸模型，即油缸的伸缩控制由换向阀控制。为了降低整机成本，在泵选择上使用定量泵1，可选的，第一换向阀5可以采用H型中位机能液控换向阀。换向阀采用液压先导控制，利用高速开关阀控制换向阀换向。高速开关阀的高频相应及节流控制能够保证液压缸精准的伸出与回缩保证了施工精度，提高路面施工质量。换向阀的先导控制和伸缩油缸共用一个定量泵1，定量泵1经过节流减压阀3减压后，经过高速开关阀控制实现换向阀阀芯移动，为了保证先导控制压力稳定，在系统中设置了蓄能器6，当压力不足时，由蓄能器6补充，正常情况下给蓄能器6冲压。

示例性的，控制模块可以采用泵阀控制器即图中控制器12，泵阀控制器的输出信号可以经过放大器放大。位移传感器分别置于左伸缩油缸油杆和右伸缩油缸油杆。位移传感器传感信号反馈输入至泵阀控制器，泵阀控制器输出连接放大器13，后由放大器的输出端分别连接第一高速开关阀Y1、第二高速开关阀Y2、第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4。其中，第一控制信息和第二控制信息包括可以控制第一高速开关阀Y1、第二高速开关阀Y2、第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4动作的脉冲信号。高速开关阀也称为脉冲开关阀，它接受来自泵阀控制器的信号—脉冲信号，每接受一个脉冲信号，高速开关阀就完成一个动作，油路的通断取决于脉冲的频率，高速开关阀有迅速启闭，精确调节的性能。

示例性的，熨平板伸缩液压控制原理：定量泵1从液压油箱中吸油。溢流阀2保证整个液压系统在设计范围内，若压力过高，则开启溢流。高压油经过节流减压阀3分为三路，一路进入左伸缩油缸液控第一换向阀5，一路进入右伸缩油缸液控第二换向阀9，一路经过减压阀减压后分别到达第一高速开关阀Y1、第二高速开关阀Y2、第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4的进油口P，当系统压力稳定时，给蓄能器6冲压，当系统压力不稳定时(系统压力低)，蓄能器6释放压力保证高速开关阀先导系统的压力及流量提供。假如第一高速开关阀Y1得电即接收到一个脉冲信号，第一高速开关阀Y1的阀芯向右运动，此时油路接通，此时高压液压油推动第一换向阀5的阀芯运动，第一换向阀5此时在左位置，这时高压液压油由P-A通道进入左侧熨平板伸缩液压缸8的油杆腔，油缸活塞回缩。假如第二高速开关阀Y2得电，第二高速开关阀Y2的阀芯向左运动，此时油路接通，此时高压液压油推动第一换向阀5的阀芯运动，第一换向阀5此时在右位置，这时高压液压油由T-B通道进入左侧熨平板伸缩液压缸8的油杆腔，油缸活塞伸出。

继续参见图5，基于上述实施例，第二伸缩控制模块包括第二换向阀9、第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4；

第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4均与控制模块通讯连接，第三高速开关阀Y3用于根据第一控制信息或第二控制信息开启或关断；第四高速开关阀Y4用于根据第一控制信息或第二控制信息关断或开启；

第二换向阀9分别于第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4连接；第二换向阀9用于根据第三高速开关阀Y3和第四高速开关阀Y4的开关状态换向导通第二伸缩液压油缸。

示例性的，第二换向阀9与右侧熨平板伸缩液压缸11之间通过液压锁10连接，其中，液压锁是将两个液控单向阀布置在同一个阀体内，成为双液控单向阀，也叫液压锁，不供油时起到保压作用。熨平板伸缩液压缸采用阀控缸模型，即油缸的伸缩控制由换向阀控制。为了降低整机成本，在泵选择上使用定量泵1，可选的，第二换向阀9可以采用H型中位机能液控换向阀。换向阀采用液压先导控制，利用高速开关阀控制换向阀换向。高速开关阀的高频相应及节流控制能够保证液压缸精准的伸出与回缩保证了施工精度，提高路面施工质量。换向阀的先导控制和伸缩油缸共用一个定量泵1，定量泵1经过节流减压阀3减压后，经过高速开关阀控制实现换向阀阀芯移动，为了保证先导控制压力稳定，在系统中设置了蓄能器6，当压力不足时，由蓄能器6补充，正常情况下给蓄能器6冲压。

示例性的，熨平板伸缩液压控制过程：假如第三高速开关阀Y3得电即接收到一个脉冲信号，第三高速开关阀Y3的阀芯向左运动，此时油路接通，此时高压液压油推动第二换向阀9的阀芯运动，第二换向阀9此时在左位置，这时高压液压油由P-A通道进入右侧熨平板伸缩液压缸11的油杆腔，油缸活塞回缩。假如第四高速开关阀Y4得电，第四高速开关阀Y4的阀芯向右运动，此时油路接通，此时高压液压油推动第二换向阀9的阀芯运动，第二换向阀9此时在右位置，这时高压液压油由T-B通道进入右侧熨平板伸缩液压缸11的油杆腔，油缸活塞伸出。

示例性的，结合上述发明实施例举例提供一种摊铺工作过程：摊铺机启动后停止在将要施工的路面，这时摊铺机通过GPS定位系统及空气耦合雷达获取路面摊铺信息，并将路面摊铺信息反馈给控制模块，这时通过控制模块计算左右两侧的液压油缸的伸出距离，控制模块把包括脉冲信号的控制信息传递给高速开关阀，例如，摊铺机停留在靠左的路面上，这时控制模块给出的控制信息是右侧伸出的距离长，左侧伸出的距离短，因此会同时给高速开关阀脉冲信号，这时第二高速开关阀Y2和第四高速开关阀Y4得电，左右两侧液压油缸同时伸出，由于左侧液压油缸伸出的距离短，位移传感器检测到位移符合要求时，第二高速开关阀Y2失电，这时右侧液压油缸继续伸出，左侧液压油缸停止不动，直到右侧位移传感器检测位置符合要求时，第四高速开关阀Y4失电，这样就能精确的控制伸缩距离，在伸缩过程中，油缸位移传感器实时监测伸缩距离，保证施工质量。

图6为本发明实施例提供的一种熨平板升降液压控制的结构示意图。参见图6，升降控制模块包括第三换向阀70、第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6；

第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6均与控制模块通讯连接，第五高速开关阀Y5用于根据第一控制信息或第二控制信息开启或关断；第六高速开关阀Y6用于根据第一控制信息或第二控制信息关断或开启；

第三换向阀70分别于第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6连接；第三换向阀70用于根据第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6的开关状态换向导通升降液压油缸。

具体的，熨平板伸缩液压缸采用阀控缸模型，即油缸的伸缩控制由换向阀控制。为了降低整机成本，在泵选择上使用定量泵10，可选的，第三换向阀70采用Y型中位控制机能液控换向阀。换向阀采用液压先导控制，利用高速开关阀控制换向阀换向。高速开关阀的高频相应及节流控制能够保证液压缸精准的升降保证了施工精度，提高路面施工质量。换向阀的先导控制和伸缩油缸共用一个定量泵10，定量泵10经过减压阀30减压后，经过高速开关阀控制实现换向阀阀芯移动，为了保证先导控制压力稳定，在系统中设置了蓄能器40，当压力不足时，由蓄能器40补充，正常情况下给蓄能器40冲压。

示例性的，控制模块可以采用泵阀控制器即图中控制器103，泵阀控制器的输出信号可以经过放大器104放大。位移传感器分别置于第一升降液压油缸101的油杆和第二升降液压油缸102的油杆。位移传感器传感信号反馈输入至泵阀控制器，泵阀控制器输出连接放大器104，后由放大器104的输出端分别连接第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6。其中，第一控制信息和第二控制信息包括可以控制第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6动作的脉冲信号。高速开关阀也称为脉冲开关阀，它接受来自泵阀控制器的信号—脉冲信号(PWM)，每接受一个脉冲信号，高速开关阀就完成一个动作，油路的通断取决于脉冲的频率，高速开关阀有迅速启闭，精确调节的性能。其中，图中所示的防爬行阀80用于防止熨平板升降油缸爬行，即防止油缸出现运动不均匀的情况。防降阀组90用于防止熨平板升降油缸下降，即防止油缸出现运动不均匀的情况。

示例性的，熨平板升降液压控制过程：定量泵10从液压油箱中吸油。溢流阀20保证整个液压系统在设计的范围内，若压力过高，则开启溢流。从定量泵10中出来的高压油分为两路，一路进入液控第三换向阀70的进油口，一路经过减压阀30后进入第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6的进油口，当系统压力稳定时，给蓄能器40冲压，当系统压力不稳定时(系统压力低)，蓄能器40释放压力保证高速开关阀先导系统的压力及流量提供。例如，空气耦合雷达监测的反馈信号，此刻摊铺路面摊铺高度需要增加时，泵阀控制器发送控制信号。控制信号通过放大器104放大后发送至高速开关阀，此时若第六高速开关阀Y6得电，经过减压后的高压油作用阀芯，换向阀阀芯向左运动，升降油缸油杆腔进油，熨平板提升，摊铺厚度提高。

示例性的，结合上述发明实施例举例提供一种摊铺工作过程：摊铺机启动后停止在将要施工的路面，当空气耦合雷达确认前方路面摊铺厚度后，这时通过控制模块计算两个液压油缸的伸出距离。控制模块把包括脉冲信号的控制信息传递给高速开关阀，脉冲信号经过放大器放后，传递给高速开关阀。通过高速开关阀得电或者失电，来控制提升油缸的伸缩。同时升降油缸上安装有位移传感器，实时监测油缸伸出位移。与空气耦合雷达的检测信号，形成闭环反馈控制，严格保证摊铺高度。

图7为本发明实施例提供的一种摊铺控制的结构示意图。参见图7，在左侧熨平板伸缩液压缸8、右侧熨平板伸缩液压缸11、第一升降液压油缸101和第二升降液压油缸102上装有位移传感器160。在施工过程中，通过GPS定位411和空气耦合雷达420扫描路面，这样就精确的描述了路面的摊铺宽度和摊铺厚度，控制模块230根据摊铺宽度和摊铺厚度计算出熨平板伸缩油缸左右伸出及熨平板的升降油缸的升降距离的第一控制信息或第二控制信息。其中，第一控制信息和第二控制信息息包括脉冲信号，脉冲信号经过放大器放大后传递给对应的第一高速开关阀Y1、第二高速开关阀Y2、第三高速开关阀Y3、第四高速开关阀Y4、第五高速开关阀Y5和第六高速开关阀Y6。对应的高速开关阀每接收一个脉冲信号，高速开关阀就完成一个动作，油路的通断取决于脉冲的频率。高速开关阀具有迅速启闭，精确调节的性能从而有利于实现精确摊铺。熨平板的伸缩油缸和升降油缸上都装有位移传感器，传感器实时监测油缸伸缩及升降情况并把检测信号反馈给控制模块230，与控制模块230的控制信息进行做差，形成了一个闭环反馈自动调节控制，从控制角度上进一步严格地控制了摊铺质量。

第二方面，本发明实施例提供了一种摊铺机，包括本发明实施例任一的摊铺控制系统。

具体的，摊铺机是进行沥青混合料摊铺作业的主要机械设备，它将搅拌好的混合料，按照路面的形状和厚度均匀地摊铺在已经修筑好的路基或路面基层上，并给以初步的振捣和整平，形成满足一定宽度、厚度、平整度和密实度要求的路面基层或面层。它广泛应用于公路、城市道路、码头、机场和大型停车场等工况的沥青混凝土摊铺作业中。因其包括本发明任一实施例提供的摊铺控制系统系统，因而也具有相同的有益效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种摊铺控制系统，其特征在于，包括：

第一伸缩控制模块，所述第一伸缩控制模块用于控制第一伸缩液压油缸伸缩；

第二伸缩控制模块，所述第二伸缩控制模块用于控制第二伸缩液压油缸伸缩；

升降控制模块，所述升降控制模块用于控制升降液压油缸升降；

路面扫描模块，所述路面扫描模块用于获取路面摊铺信息；其中，所述路面摊铺信息包括路面摊铺宽度信息和路面摊铺厚度信息；

控制模块，与所述路面扫描模块连接，用于根据所述路面摊铺信息调节所述第一伸缩控制模块、所述第二伸缩控制模块和所述升降控制模块的工作状态；

位移传感器，与所述控制模块通讯连接，所述位移传感器用于检测所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量和升降液压油缸升降量；所述控制模块还用于根据所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量、升降液压油缸升降量和所述路面摊铺信息反馈调节所述第一伸缩控制模块、所述第二伸缩控制模块和所述升降控制模块的工作状态；

其中，所述控制模块包括：模糊控制单元、学习算法单元和参考模型单元；

所述参考模型单元用于将输入信号处理生成参考信号；其中，所述输入信号包括所述路面摊铺信息；

所述学习算法单元，与所述参考模型单元连接，所述学习算法单元用于将所述参考信号与所述输入信号进行作差修正后得到修正信号；所述模糊控制单元用于根据所述修正信号输出第一控制信息；

所述学习算法单元，与所述模糊控制单元连接，还用于将反馈输入信号与所述参考模型误差分析，并更新所述模糊控制单元参数；其中，反馈输入信号包括下述至少一种：所述第一伸缩液压油缸、所述第二伸缩液压油缸的伸缩量、升降液压油缸升降量和所述路面摊铺信息；

所述模糊控制单元还用于更新参数后根据所述反馈输入信号输出第二控制信息；

所述升降控制模块包括第三换向阀、第五高速开关阀和第六高速开关阀；

所述第五高速开关阀和所述第六高速开关阀均与所述控制模块通讯连接，所述第五高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息开启或关断；所述第六高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息关断或开启；

所述第三换向阀分别于所述第五高速开关阀和所述第六高速开关阀连接；所述第三换向阀用于根据所述第五高速开关阀和所述第六高速开关阀的开关状态换向导通所述升降液压油缸；

所述控制模块还包括模式选择器；

所述模式选择器，与所述模糊控制单元连接；所述模式选择器用于当所述输入信号或所述反馈输入信号中的干扰信号大于预设值时，将所述输入信号或所述反馈输入信号进行积分计算输出调整信号；所述模糊控制单元还用于根据所述调整信号调整所述第一控制信息或所述第二控制信息；

所述路面扫描模块包括定位单元和空气耦合雷达单元；

所述定位单元用于获取道路定位信息并根据所述定位信息确定路面摊铺宽度信息；

所述空气耦合雷达单元包括空气耦合雷达和雷达数据处理单元；所述空气耦合雷达与所述雷达数据处理单元连接；所述空气耦合雷达用于获取路面摊铺厚度信息；

所述雷达数据处理单元用于优化所述路面摊铺厚度信息；

所述第一伸缩控制模块包括第一换向阀、第一高速开关阀和第二高速开关阀；

所述第一高速开关阀和所述第二高速开关阀均与所述控制模块通讯连接，所述第一高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息开启或关断；所述第二高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息关断或开启；

所述第一换向阀分别于所述第一高速开关阀和所述第二高速开关阀连接；所述第一换向阀用于根据所述第一高速开关阀和所述第二高速开关阀的开关状态换向导通所述第一伸缩液压油缸；

所述第二伸缩控制模块包括第二换向阀、第三高速开关阀和第四高速开关阀；

所述第三高速开关阀和所述第四高速开关阀均与所述控制模块通讯连接，所述第三高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息开启或关断；所述第四高速开关阀用于根据所述第一控制信息或所述第二控制信息关断或开启；

所述第二换向阀分别于所述第三高速开关阀和所述第四高速开关阀连接；所述第二换向阀用于根据所述第三高速开关阀和所述第四高速开关阀的开关状态换向导通所述第二伸缩液压油缸；

所述第一换向阀和所述第二换向阀采用H型中位机能液控换向阀。

2.根据权利要求1所述的摊铺控制系统，其特征在于，所述第三换向阀采用Y型中位控制机能液控换向阀。

3.一种摊铺机，其特征在于，包括权利要求1-2任一所述的摊铺控制系统。

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