CN117055450B - 一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于滑模摊铺机行走纠偏控制技术领域,具体公开一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,本发明在滑模摊铺机行走作业过程中通过实时进行行走环境和行走机构运行状态监测,以此预测滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度,据此进行行走速度控制,能够在行走偏离风险较大时降低行走速度,使得即使发生行走偏移也不会出现偏移量过大的现象,更加方便了后续的行走纠偏控制,同时当监测到滑模摊铺机存在行走偏离时通过结合行走环境和行走机构运行状态进行行走偏离指向溯源,并据此获取行走纠偏适配时间和行走纠偏适配调节机构进行行走纠偏控制,实现了滑模摊铺机的针对性行走纠偏控制,能够从根本上解决行走偏移的问题。
Description
技术领域
本发明属于滑模摊铺机行走纠偏控制技术领域,具体为一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统。
背景技术
滑模摊铺机是一种用于道路和高速公路建设的特殊建筑机械。它主要用于混凝土摊铺,能够以高效且精确的方式完成道路混凝土结构的建设。在滑模摊铺机作业过程中准确地沿着预定轨迹行走是非常有必要的,可以确保铺设材料的厚度均匀,有助于保障施工质量,但受环境因素、机械因素影响,会存在行走偏移的现象,行走偏离过大会导致施工质量的下降,影响道路的使用寿命和舒适性,在这种情况下,有必要对滑模摊铺机进行行走纠偏控制。
然而目前对滑模摊铺机行走纠偏控制都侧重于在发生行走偏移时直接进行纠偏控制,这种控制方式只是简单地校正行进轨迹,缺乏对行走偏移的原因分析,导致纠偏控制缺乏针对性,一方面造成控制时机不适宜,容易错过纠偏最佳时机,另一方面造成纠偏控制机构选取不适配,从而不仅降低了纠偏控制效率,还导致纠偏控制不精准,影响了纠偏控制效果,无法从根本上解决行走偏移的问题。
另外目前对滑模摊铺机行走纠偏控制只有在发生行走偏移时才启动控制程序,忽略了在未发生行走偏移时的行走偏离风险预测,进而难以为滑模摊铺机接下来的行走提供有效指导,容易发生在监测到存在行走偏移时偏移量较大的现象,给后续的行走纠偏控制造成不必要的困难,容易造成行走纠偏控制战线拉长,不利于行走偏离的快速纠正。
发明内容
鉴于此,为解决上述背景技术中所提出的问题,现提出一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,包括:行走检测模块,用于在滑模摊铺机的行走机构上设置检测设备,进而在由滑模摊铺机在施工区域进行混凝土摊铺行走时由行走机构实时进行所处行走位置的行走指征检测。
行走偏离风险预测模块,用于基于检测的行走指征实时预测滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度。
行走速度控制模块,用于基于滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度进行行走速度控制。
行走位置定位模块,用于在滑模摊铺机的行走机构上设置定位器,进而由定位器在行走机构行走时实时定位实际行走位置。
行走偏离识别模块,用于基于定位的实际行走位置和规划的行走路径识别滑模摊铺机是否存在行走偏离。
控制信息库,用于存储行走机构中各行走构件对应的构成权重因子,存储各种行走偏离风险等级对应的行走偏离风险度区间和行走速度控制系数,存储各种行走偏离指向对应的行走纠偏适配调节机构。
行走偏离指向分析模块,用于当识别滑模摊铺机存在行走偏离时进行行走偏离指向分析。
行走纠偏适配时间解析模块,用于基于滑模摊铺机的行走偏离指向解析行走纠偏适配时间。
行走纠偏适配调节机构解析模块,用于基于滑模摊铺机的行走偏离指向解析行走纠偏适配调节机构。
行走纠偏控制模块,用于在行走纠偏适配时间调动行走纠偏适配调节机构进行行走纠偏控制。
在一种可替换的实施方式中,所述行走指征包括行走环境指征和行走运行指征,其中行走环境指征包括行走路面平整度和行走风速,行走运行指征包括行走机构中各行走构件对应的运行参数。
在一种可替换的实施方式中,所述滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度具体预测过程如下:从行走指征中提取行走环境指征,并将其导入表达式,计算出滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度,e表示为自然常数。
从行走指征中提取行走运行指征,并代入表达式,计算出滑模摊铺机所处行走位置的行走运行异常度/>,式中/>表示为行走机构中第i行走构件对应第j运行参数的检测值,i表示为行走构件编号,/>,j表示为行走机构中各行走构件对应的运行参数编号,/>,/>表示为行走机构中第i行走构件对应第j运行参数的正常值,/>表示为行走机构中第i行走构件对应的构成权重因子,且/>。
利用滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度和行走运行异常度计算滑模摊铺机对应的行走偏离风险度,计算表达式为,其中/>表示为滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度,a表示为行走环境恶劣度对应的修正因子。
在一种可替换的实施方式中,所述基于滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度进行行走速度控制具体包括下述过程:将滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度与控制信息库中各种行走偏离风险等级对应的行走偏离风险度区间进行匹配,从中匹配出滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险等级。
将滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险等级与控制信息库中各种行走偏离风险等级对应的行走速度控制系数进行比对,从中筛选出滑模摊铺机所处行走位置的行走速度控制系数。
获取滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度,并与滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度进行对比,利用模型,计算滑模摊铺机所处行走位置的适宜行走速度/>,模型中V表示为滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度,表示为滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度,/>表示为滑模摊铺机所处行走位置的行走速度控制系数,/>表示为与。
将滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度向适宜行走速度调整。
在一种可替换的实施方式中,所述基于定位的实际行走位置和规划的行走路径识别滑模摊铺机是否存在行走偏离参见下述方式:从规划的行走路径中标记出相应行走位置对应的规划行走位置。
将实际行走位置与规划行走位置进行对比,得到实际行走位置与规划行走位置之间的距离,进而利用公式计算出实际行走位置的偏离度/>,其中/>表示为参考距离。
从规划的行走路径中识别规划行走位置是否为关键行走位置,若为关键行走位置,则将实际行走位置的偏离度与预配的关键行走位置对应的允许偏离度进行对比,若实际行走位置的偏离度大于关键行走位置对应的允许偏离度,则识别存在行走偏离,并将该实际行走位置记为目标行走位置,反之则识别不存在行走偏离,若不为关键行走位置,则将实际行走位置的偏离度与预配的非关键行走位置对应的允许偏离度进行对比,若实际行走位置的偏离度大于非关键行走位置对应的允许偏离度,则识别存在行走偏离,反之则识别不存在行走偏离。
在一种可替换的实施方式中,所述行走偏离指向分析具体实施过程如下:基于目标行走位置检测滑模摊铺机所处目标行走位置的行走指征。
从行走指征对应的行走环境指征中提取行走路面平整度,并与设定的正常行走路面平整度进行对比,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度。
从行走指征对应的行走环境指征中提取行走风速,并与设定的安全行走风速进行对比,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走风速异常度。
从行走指征中提取行走运行指征,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走运行异常度。
将滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度和行走运行异常度分别与设置的限定行走路面平整异常度、限定行走风速异常度和限定行走运行异常度进行对比,利用模型,分析出行走偏离指向R,模型中A、B、C、D分别表示为行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障、控制算法错误,/>、/>、/>分别表示为滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度、行走运行异常度,/>、/>、/>分别表示为设置的限定行走路面平整异常度、限定行走风速异常度、限定行走运行异常度。
在一种可替换的实施方式中,所述解析行走纠偏适配时间具体包括下述方式:若滑模摊铺机的行走偏离指向为行走路面不平整或行走运行故障或控制算法错误时,则解析行走纠偏适配时间为当前时间。
若滑模摊铺机的行走偏离指向中包含行走风速过大时,则以当前时间为起始时间按照限定纠偏时长得到纠偏时间段,同时获取纠偏时间段对应的起始时间和结束时间,进而在纠偏时间段实时监测滑模摊铺机所处目标行走位置的风速,并与安全行走风速进行对比,若某时刻监测的风速小于或等于安全行走风速,则识别该时刻是否处于纠偏时间段,若该时刻处于纠偏时间段,将该时刻作为行走纠偏适配时间,若该时刻不处于纠偏时间段,则将纠偏时间段对应的结束时间作为行走纠偏适配时间。
在一种可替换的实施方式中,所述解析行走纠偏适配调节机构具体操作方式为:将滑模摊铺机的行走偏离指向与控制信息库中各种行走偏离指向对应的行走纠偏适配调节机构进行匹配,从中获取滑模摊铺机所处目标行走位置的行走纠偏适配调节机构。
在一种可替换的实施方式中,所述行走纠偏控制模块还包括当滑模摊铺机的行走偏离指向为行走路面不平整兼行走风速过大兼行走运行故障时将行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障均作为偏离源,计算各偏离源对应的程度值,以此对行走纠偏适配调节机构进行排序,并按照排序进行纠偏控制。
相较于现有技术,本发明的有益效果如下:(1)本发明当监测到滑模摊铺机存在行走偏离时通过结合行走环境和行走机构运行状态进行行走偏离指向分析,并据此获取行走纠偏适配时间和行走纠偏适配调节机构进行行走纠偏控制,实现了滑模摊铺机的针对性行走纠偏控制,大大提高了滑模摊铺机行走纠偏控制的精准度,一方面避免错过最佳纠偏时间,另一方面通过选取适配的纠偏控制机构进行纠偏,减少了不必要的调整和校正操作,优化了施工过程,节省了时间和人力成本,不仅提高了纠偏效率,还提高了纠偏控制效果,能够从根本上解决行走偏移的问题。
(2)本发明在滑模摊铺机行走作业过程中通过实时进行行走环境和行走机构运行状态监测,以此预测滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度,实现了在未发生行走偏移时的行走偏离风险预测,并通过行走偏离风险度的预测进行行走速度控制,能够在行走偏离风险较大时降低行走速度,使得即使发生行走偏移也不会出现偏移量过大的现象,更加方便了后续的行走纠偏控制,避免给行走纠偏控制造成不必要的困难,有助于快速纠正行走偏离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统各模块连接示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1所示,本发明提出一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,包括行走检测模块、行走偏离风险预测模块、行走速度控制模块、行走位置定位模块、行走偏离识别模块、控制信息库、行走偏离指向分析模块、行走纠偏适配时间解析模块、行走纠偏适配调节机构解析模块和行走纠偏控制模块,其中行走检测模块与行走偏离风险预测模块连接,行走偏离风险预测模块与行走速度控制模块连接,行走位置定位模块与行走偏离识别模块连接,行走检测模块、行走偏离风险预测模块和行走偏离识别模块分别与行走偏离指向分析模块连接,行走偏离指向分析模块分别与行走纠偏适配时间解析模块和行走纠偏适配调节机构解析模块连接,行走偏离指向分析模块和行走纠偏适配时间解析模块均与行走纠偏控制模块连接,控制信息库分别与行走偏离风险预测模块、行走速度控制模块和行走纠偏适配调节机构解析模块连接。
所述行走检测模块用于在滑模摊铺机的行走机构上设置检测设备,进而在由滑模摊铺机在施工区域进行混凝土摊铺行走时由行走机构实时进行所处行走位置的行走指征检测,所述行走指征包括行走环境指征和行走运行指征,其中行走环境指征包括行走路面平整度和行走风速,行走运行指征包括行走机构中各行走构件对应的运行参数。
在上述方案的示例中,滑模摊铺机行走机构中存在的行走构件为履带、传动装置、悬挂系统等,其中履带的运行参数包括运行速度、张紧力等,传动装置的运行参数包括转速、转矩等,滑模摊铺机的悬挂系统运行参数包括悬挂高度、悬挂角度、悬挂硬度等。
进一步地,检测设备中包含激光测距仪和风速计,其中激光测距仪用于检测行走路面平整度,风速计用于检测行走风速。
所述行走偏离风险预测模块用于基于检测的行走指征实时预测滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度,具体预测过程如下:从行走指征中提取行走环境指征,并将其导入表达式,计算出滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度,e表示为自然常数,其中行走路面平整度越小,行走风速越大,滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度越大。
从行走指征中提取行走运行指征,并代入表达式,计算出滑模摊铺机所处行走位置的行走运行异常度/>,式中/>表示为行走机构中第i行走构件对应第j运行参数的检测值,i表示为行走构件编号,/>,j表示为行走机构中各行走构件对应的运行参数编号,/>,/>表示为行走机构中第i行走构件对应第j运行参数的正常值,/>表示为行走机构中第i行走构件对应的构成权重因子,且/>。
上述中滑模摊铺机行走机构中各行走构件对应运行参数的正常值可以从滑模摊铺机行走机构的使用说明中获取。
利用滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度和行走运行异常度计算滑模摊铺机对应的行走偏离风险度,计算表达式为,其中/>表示为滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度,a表示为行走环境恶劣度对应的修正因子。
所述行走速度控制模块用于基于滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度进行行走速度控制,具体包括下述过程:将滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度与控制信息库中各种行走偏离风险等级对应的行走偏离风险度区间进行匹配,从中匹配出滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险等级。
将滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险等级与控制信息库中各种行走偏离风险等级对应的行走速度控制系数进行比对,从中筛选出滑模摊铺机所处行走位置的行走速度控制系数。
获取滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度,并与滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度进行对比,利用模型,计算滑模摊铺机所处行走位置的适宜行走速度/>,模型中V表示为滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度,表示为滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度,/>表示为滑模摊铺机所处行走位置的行走速度控制系数,/>表示为与。
将滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度向适宜行走速度调整。
本发明在基于滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度进行行走速度控制时不是简单地将行走速度进行降低,而是通过将行走速度与滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度进行对比,当行走速度大于滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度时就进行行走速度降低处理,当行走速度等于滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度时就不进行行走速度降低处理,既保障了滑模摊铺机的正常作业行走,又能够避免发生较大行走偏移。
本发明在滑模摊铺机行走作业过程中通过实时进行行走环境和行走机构运行状态监测,以此预测滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度,实现了在未发生行走偏移时的行走偏离风险预测,并通过行走偏离风险度的预测进行行走速度控制,能够在行走偏离风险较大时降低行走速度,使得即使发生行走偏移也不会出现偏移量过大的现象,更加方便了后续的行走纠偏控制,避免给行走纠偏控制造成不必要的困难,有助于快速纠正行走偏离。
所述行走位置定位模块用于在滑模摊铺机的行走机构上设置定位器,进而由定位器在行走机构行走时实时定位实际行走位置。
所述行走偏离识别模块用于基于定位的实际行走位置和规划的行走路径识别滑模摊铺机是否存在行走偏离,参见下述方式:从规划的行走路径中标记出相应行走位置对应的规划行走位置。
将实际行走位置与规划行走位置进行对比,得到实际行走位置与规划行走位置之间的距离,进而利用公式计算出实际行走位置的偏离度/>,其中/>表示为参考距离。
从规划的行走路径中识别规划行走位置是否为关键行走位置,若为关键行走位置,则将实际行走位置的偏离度与预配的关键行走位置对应的允许偏离度进行对比,若实际行走位置的偏离度大于关键行走位置对应的允许偏离度,则识别存在行走偏离,并将该实际行走位置记为目标行走位置,反之则识别不存在行走偏离,若不为关键行走位置,则将实际行走位置的偏离度与预配的非关键行走位置对应的允许偏离度进行对比,若实际行走位置的偏离度大于非关键行走位置对应的允许偏离度,则识别存在行走偏离,反之则识别不存在行走偏离。
需要说明的是,关键位置可以为起始点、无缝铺设点、终点、转弯点等。关键位置比非关键位置对偏离程度有更为严格的要求。
所述控制信息库用于存储行走机构中各行走构件对应的构成权重因子,存储各种行走偏离风险等级对应的行走偏离风险度区间和行走速度控制系数,存储各种行走偏离指向对应的行走纠偏适配调节机构。
所述行走偏离指向分析模块用于当识别滑模摊铺机存在行走偏离时进行行走偏离指向分析,具体实施过程如下:基于目标行走位置检测滑模摊铺机所处目标行走位置的行走指征。
从行走指征对应的行走环境指征中提取行走路面平整度,并与设定的正常行走路面平整度进行对比,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度。
从行走指征对应的行走环境指征中提取行走风速,并与设定的安全行走风速进行对比,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走风速异常度。
从行走指征中提取行走运行指征,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走运行异常度。
将滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度和行走运行异常度分别与设置的限定行走路面平整异常度、限定行走风速异常度和限定行走运行异常度进行对比,利用模型,分析出行走偏离指向R,模型中A、B、C、D分别表示为行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障、控制算法错误,/>、/>、/>分别表示为滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度、行走运行异常度,/>、/>、/>分别表示为设置的限定行走路面平整异常度、限定行走风速异常度、限定行走运行异常度。
所述行走纠偏适配时间解析模块用于基于滑模摊铺机的行走偏离指向解析行走纠偏适配时间,具体包括下述方式:若滑模摊铺机的行走偏离指向为行走路面不平整或行走运行故障或控制算法错误时,则解析行走纠偏适配时间为当前时间。
若滑模摊铺机的行走偏离指向中包含行走风速过大时,则以当前时间为起始时间按照限定纠偏时长得到纠偏时间段,同时获取纠偏时间段对应的起始时间和结束时间,进而在纠偏时间段实时监测滑模摊铺机所处目标行走位置的风速,并与安全行走风速进行对比,若某时刻监测的风速小于或等于安全行走风速,则识别该时刻是否处于纠偏时间段,若该时刻处于纠偏时间段,将该时刻作为行走纠偏适配时间,若该时刻不处于纠偏时间段,则将纠偏时间段对应的结束时间作为行走纠偏适配时间。
所述行走纠偏适配调节机构解析模块用于基于滑模摊铺机的行走偏离指向解析行走纠偏适配调节机构,具体操作方式为:将滑模摊铺机的行走偏离指向与控制信息库中各种行走偏离指向对应的行走纠偏适配调节机构进行匹配,从中获取滑模摊铺机所处目标行走位置的行走纠偏适配调节机构。
示例性地,当行走偏离指向为行走路面不平整时,行走纠偏适配调节机构为悬挂系统或履带/轮胎的气压,以适应路面条件,确保更平稳的行走,当行走偏离指向为行走运行故障时,行走纠偏适配调节机构为运行故障的行走机构,当行走偏离指向为控制算法错误时,行走纠偏适配调节机构为滑模摊铺机控制程序。
所述行走纠偏控制模块用于在行走纠偏适配时间调动行走纠偏适配调节机构进行行走纠偏控制。
行走纠偏控制模块还包括当滑模摊铺机的行走偏离指向为行走路面不平整兼行走风速过大兼行走运行故障时将行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障均作为偏离源,计算各偏离源对应的程度值,以此对行走纠偏适配调节机构进行排序,并按照排序进行纠偏控制。
上述中行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障对应的程度值分别为滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度和行走运行异常度,并获取各偏离源对应的行走纠偏适配调节机构,进而将各偏离源对应的行走纠偏适配调节机构按照程度值由大到小的顺序进行排列,从而按照排序进行纠偏控制。
本发明当监测到滑模摊铺机存在行走偏离时通过结合行走环境和行走机构运行状态进行行走偏离指向分析,并据此获取行走纠偏适配时间和行走纠偏适配调节机构进行行走纠偏控制,实现了滑模摊铺机的针对性行走纠偏控制,大大提高了滑模摊铺机行走纠偏控制的精准度,一方面避免错过最佳纠偏时间,另一方面通过选取适配的纠偏控制机构进行纠偏,减少了不必要的调整和校正操作,优化了施工过程,节省了时间和人力成本,不仅提高了纠偏效率,还提高了纠偏控制效果,能够从根本上解决行走偏移的问题。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于,包括:
行走检测模块,用于在滑模摊铺机的行走机构上设置检测设备,进而在由滑模摊铺机在施工区域进行混凝土摊铺行走时由行走机构实时进行所处行走位置的行走指征检测;
行走偏离风险预测模块,用于基于检测的行走指征实时预测滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度;
行走速度控制模块,用于基于滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度进行行走速度控制;
行走位置定位模块,用于在滑模摊铺机的行走机构上设置定位器,进而由定位器在行走机构行走时实时定位实际行走位置;
行走偏离识别模块,用于基于定位的实际行走位置和规划的行走路径识别滑模摊铺机是否存在行走偏离;
控制信息库,用于存储行走机构中各行走构件对应的构成权重因子,存储各种行走偏离风险等级对应的行走偏离风险度区间和行走速度控制系数,存储各种行走偏离指向对应的行走纠偏适配调节机构;
行走偏离指向分析模块,用于当识别滑模摊铺机存在行走偏离时进行行走偏离指向分析;
行走纠偏适配时间解析模块,用于基于滑模摊铺机的行走偏离指向解析行走纠偏适配时间;
行走纠偏适配调节机构解析模块,用于基于滑模摊铺机的行走偏离指向解析行走纠偏适配调节机构;
行走纠偏控制模块,用于在行走纠偏适配时间调动行走纠偏适配调节机构进行行走纠偏控制。
2.如权利要求1所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述行走指征包括行走环境指征和行走运行指征,其中行走环境指征包括行走路面平整度和行走风速,行走运行指征包括行走机构中各行走构件对应的运行参数。
3.如权利要求2所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度具体预测过程如下:
从行走指征中提取行走环境指征,并将其导入表达式,计算出滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度,e表示为自然常数;
从行走指征中提取行走运行指征,并代入表达式,计算出滑模摊铺机所处行走位置的行走运行异常度/>,式中/>表示为行走机构中第i行走构件对应第j运行参数的检测值,i表示为行走构件编号,/>,j表示为行走机构中各行走构件对应的运行参数编号,/>,/>表示为行走机构中第i行走构件对应第j运行参数的正常值,/>表示为行走机构中第i行走构件对应的构成权重因子,且/>;
利用滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度和行走运行异常度计算滑模摊铺机对应的行走偏离风险度,计算表达式为,其中/>表示为滑模摊铺机所处行走位置的行走环境恶劣度,a表示为行走环境恶劣度对应的修正因子。
4.如权利要求1所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述基于滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度进行行走速度控制具体包括下述过程:
将滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险度与控制信息库中各种行走偏离风险等级对应的行走偏离风险度区间进行匹配,从中匹配出滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险等级;
将滑模摊铺机所处行走位置的行走偏离风险等级与控制信息库中各种行走偏离风险等级对应的行走速度控制系数进行比对,从中筛选出滑模摊铺机所处行走位置的行走速度控制系数;
获取滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度,并与滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度进行对比,利用模型,计算滑模摊铺机所处行走位置的适宜行走速度/>,模型中V表示为滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度,表示为滑模摊铺机处于正常运行状态下的最小行走速度,/>表示为滑模摊铺机所处行走位置的行走速度控制系数,/>表示为与;
将滑模摊铺机所处行走位置的当前行走速度向适宜行走速度调整。
5.如权利要求3所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述基于定位的实际行走位置和规划的行走路径识别滑模摊铺机是否存在行走偏离参见下述方式:
从规划的行走路径中标记出相应行走位置对应的规划行走位置;
将实际行走位置与规划行走位置进行对比,得到实际行走位置与规划行走位置之间的距离,进而利用公式计算出实际行走位置的偏离度/>,其中/>表示为参考距离;
从规划的行走路径中识别规划行走位置是否为关键行走位置,若为关键行走位置,则将实际行走位置的偏离度与预配的关键行走位置对应的允许偏离度进行对比,若实际行走位置的偏离度大于关键行走位置对应的允许偏离度,则识别存在行走偏离,并将该实际行走位置记为目标行走位置,反之则识别不存在行走偏离,若不为关键行走位置,则将实际行走位置的偏离度与预配的非关键行走位置对应的允许偏离度进行对比,若实际行走位置的偏离度大于非关键行走位置对应的允许偏离度,则识别存在行走偏离,反之则识别不存在行走偏离。
6.如权利要求5所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述行走偏离指向分析具体实施过程如下:
基于目标行走位置检测滑模摊铺机所处目标行走位置的行走指征;
从行走指征对应的行走环境指征中提取行走路面平整度,并与设定的正常行走路面平整度进行对比,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度,;
从行走指征对应的行走环境指征中提取行走风速,并与设定的安全行走风速进行对比,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走风速异常度,;
从行走指征中提取行走运行指征,计算滑模摊铺机所处目标行走位置的行走运行异常度;
将滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度和行走运行异常度分别与设置的限定行走路面平整异常度、限定行走风速异常度和限定行走运行异常度进行对比,利用模型,分析出行走偏离指向R,模型中A、B、C、D分别表示为行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障、控制算法错误,/>、/>、/>分别表示为滑模摊铺机所处目标行走位置的行走路面平整异常度、行走风速异常度、行走运行异常度,/>、/>、/>分别表示为设置的限定行走路面平整异常度、限定行走风速异常度、限定行走运行异常度。
7.如权利要求6所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述解析行走纠偏适配时间具体包括下述方式:
若滑模摊铺机的行走偏离指向为行走路面不平整或行走运行故障或控制算法错误时,则解析行走纠偏适配时间为当前时间;
若滑模摊铺机的行走偏离指向中包含行走风速过大时,则以当前时间为起始时间,按照限定纠偏时长得到纠偏时间段,同时获取纠偏时间段对应的起始时间和结束时间,进而在纠偏时间段实时监测滑模摊铺机所处目标行走位置的风速,并与安全行走风速进行对比,若某时刻监测的风速小于或等于安全行走风速,则识别该时刻是否处于纠偏时间段,若该时刻处于纠偏时间段,将该时刻作为行走纠偏适配时间,若该时刻不处于纠偏时间段,则将纠偏时间段对应的结束时间作为行走纠偏适配时间。
8.如权利要求5所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述解析行走纠偏适配调节机构具体操作方式为:将滑模摊铺机的行走偏离指向与控制信息库中各种行走偏离指向对应的行走纠偏适配调节机构进行匹配,从中获取滑模摊铺机所处目标行走位置的行走纠偏适配调节机构。
9.如权利要求6所述的一种滑模摊铺机作业行走纠偏智能控制系统,其特征在于:所述行走纠偏控制模块还包括当滑模摊铺机的行走偏离指向为行走路面不平整兼行走风速过大兼行走运行故障时将行走路面不平整、行走风速过大、行走运行故障均作为偏离源,计算各偏离源对应的程度值,以此对行走纠偏适配调节机构进行排序,并按照排序进行纠偏控制。
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一种新型摊铺机行走纠偏控制系统设计;师辉;吉智;朱涛;;内燃机与配件(第11期);全文 * |
师辉 ; 吉智 ; 朱涛 ; .一种新型摊铺机行走纠偏控制系统设计.内燃机与配件.2016,(第11期),全文. * |
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