智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用分析

馮 嫦

（中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山 528436）

0 引言

工程機(jī)械主要作用于多種不同的建設(shè)工程，如國防建設(shè)、交通運輸建設(shè)、農(nóng)林水利建設(shè)、城市建設(shè)等。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工程機(jī)械在代替人力勞動、減輕人力資源的同時，也得到了較好的發(fā)展和改良、創(chuàng)新，逐漸向著智能化、自動化改進(jìn)。目前在工程機(jī)械控制系統(tǒng)中，在線控制等智能化控制技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是也存在著一些問題，還需要進(jìn)一步探索智能化控制技術(shù)的支持作用。

1 工程機(jī)械的控制系統(tǒng)中的不足

工程機(jī)械類型多、作用范圍廣，其控制系統(tǒng)大多數(shù)不相同，即使當(dāng)前許多工程機(jī)械的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了部分功能的在線控制，但在整體便利性上還是存在一定的不足。一般來說，工程機(jī)械應(yīng)用面積較大，如起重機(jī)、壓實機(jī)、鑿巖機(jī)等，在應(yīng)用過程進(jìn)行操作作業(yè)需要花費較多時間。并且在大面積工作任務(wù)中，機(jī)械作業(yè)的精確度與準(zhǔn)確度難以得到把控，在一些精度要求較高、標(biāo)準(zhǔn)要求較嚴(yán)格的工程中，常常由于機(jī)械控制問題形成返工操作，嚴(yán)重時還會影響工程整體性。工程機(jī)械控制系統(tǒng)在工程作業(yè)中的不足主要有3 個。

（1）花費較多的人力與時間。工程機(jī)械在工程作業(yè)中使用往往需要花費很多時間，有的工程機(jī)械在工程建設(shè)的全過程都需要使用，而當(dāng)前的技術(shù)水平中，工程機(jī)械的控制系統(tǒng)大多還需要人工控制，即使能夠以在線控制進(jìn)行部分機(jī)械的控制，也需要有專業(yè)人士的監(jiān)督管理，這樣才能保證工程機(jī)械操作作業(yè)過程不發(fā)生工程事故。但這也反應(yīng)出了工程作業(yè)中工程機(jī)械操作控制需要花費較多的人力與時間，難以解放人力資源。在當(dāng)前技術(shù)水平下，工程項目的施工操作需要有效融合智能化手段，更大程度上解放人力勞動，工程機(jī)械的控制系統(tǒng)還有很大的發(fā)展空間。

（2）精確度不足。工程機(jī)械控制系統(tǒng)在智能化控制水平下的精確度與人工控制的精確度有較大不同：一方面，人工控制的工程機(jī)械與控制人員自身因素有關(guān)，也與工程機(jī)械的設(shè)備使用老化率等相關(guān)，難以得到固定化的控制系數(shù)；另一方面，人工控制的工程機(jī)械在適應(yīng)不同的建設(shè)工程情況時靈活性不足，難以在較短時間內(nèi)作出預(yù)測判斷，會造成精確度的偏差較大。可以說，人工控制下的工程機(jī)械受到人的因素與機(jī)械因素2 方面的影響，在精確度上難以科學(xué)把控，會造成操作精度的偏差，影響工程建設(shè)。從人的因素方面來看，工程機(jī)械控制人員的專業(yè)性決定著機(jī)械作業(yè)的精確度，同時也會受到控制人員自身狀態(tài)、操作意識等影響。從機(jī)械因素方面來看，工程機(jī)械在使用過程中會有一定的磨損，設(shè)備精度會產(chǎn)生偏差，但是如果在控制過程中難以及時把握這種偏差，就會造成操作精度的下降。而且部分工程機(jī)械設(shè)備老化，使用過程中會產(chǎn)生偶然性的偏差，給工程精度控制帶來較大困難。總的來說，人力控制在工程機(jī)械操作作業(yè)中還存在精度不足的問題，需要重視智能化控制系統(tǒng)的引入，加強(qiáng)工程操作精度。

（3）識別性與靈活性不強(qiáng)。工程機(jī)械操作作業(yè)在控制系統(tǒng)上缺少一定的識別性與靈活性。就施工距離而言，人工控制工程機(jī)械操作作業(yè)需要就施工現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行前期工程測量，在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上結(jié)合工程實際環(huán)境進(jìn)行檢測，才能決定工程機(jī)械系統(tǒng)的施工距離，花費時間較多且達(dá)到的自動識別能力較小。而工程機(jī)械的控制，在力度、軌跡、功率等多個因素的共同影響下，其控制的靈活性大大提高，而靈活性又是工程作業(yè)的重點。所以說，在傳統(tǒng)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)中，識別性與靈活性較低的問題還需要進(jìn)一步的提高，以智能化控制技術(shù)的加入能夠達(dá)到較好的實際效果，提高工程機(jī)械控制系統(tǒng)識別性能與靈活性。

2 智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用

智能控制技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械中，能夠以智能化控制體系改善人工控制中的許多不足之處，在機(jī)械控制的精確度與準(zhǔn)確度上能夠得到較好的提升。一方面，智能控制技術(shù)能夠以智能化、自動化的技術(shù)基礎(chǔ)支撐工程機(jī)械的控制能力，改善人工控制環(huán)境下的工程機(jī)械控制精度與準(zhǔn)確度。另一方面，智能控制技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段，能夠融入多種新型的技術(shù)，不斷提高工程機(jī)械的現(xiàn)代化水平，在有效結(jié)合智能技術(shù)的同時提高工程機(jī)械的控制水平。下面對3 種智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用效果進(jìn)行探討。

（1）超聲波傳感技術(shù)。超聲波傳感技術(shù)是一種以超聲波進(jìn)行距離傳感的現(xiàn)代化技術(shù)手段。當(dāng)前的工程建設(shè)有許多特殊的環(huán)境，在特殊環(huán)境中距離的測量較為困難。如果距離測量準(zhǔn)確性不高，會給工程機(jī)械控制造成較大影響，且這種環(huán)境中進(jìn)行距離測量花費較多的人力物力，在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性上又難以保證，不利于提高工程建設(shè)的進(jìn)度，同時也會造成工程機(jī)械控制難以精確。超聲波傳感技術(shù)則很好地解決了這個問題，它以聲波發(fā)射器與聲波接收器2 個設(shè)備進(jìn)行特殊環(huán)境下的距離測量，不僅減少了額外測量所需的人力物力，還提高了測量的準(zhǔn)確度。超聲波傳感技術(shù)屬于智能控制技術(shù)中的一種，其在工程機(jī)械控制系統(tǒng)中能夠發(fā)揮較好的作用，僅以聲波發(fā)生器發(fā)生聲波，不需要額外的操作，智能系統(tǒng)便會根據(jù)聲波達(dá)到目的地后原路返回的時間進(jìn)行距離的測算，并且在提高機(jī)電耦合系數(shù)的情況下，其測算精度會更大，解決了傳統(tǒng)工程機(jī)械控制系統(tǒng)精確度不高的問題，也較好地改善了人工控制下由人為因素引發(fā)的不良情況。需要注意的是，超聲波傳感技術(shù)能夠提高工程機(jī)械控制精度，但在具體控制中還需要有效結(jié)合其他技術(shù)，同時還需要有專業(yè)化的技術(shù)管理人員對不同技術(shù)的使用進(jìn)行在線監(jiān)測，避免產(chǎn)生失誤。

（2）激光掃描技術(shù)。受到工程建設(shè)施工現(xiàn)場環(huán)境不同的影響，智能化控制技術(shù)的使用也有所不同。例如，以激光掃描技術(shù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)測量，能夠獲得較之超聲波傳感技術(shù)更高的精確度，但其使用對于施工現(xiàn)場的環(huán)境要求較高，在一些高粉塵含量的環(huán)境中使用激光掃描技術(shù)，會造成激光傳輸速率的下降，從而使測量結(jié)果與實際情況有所不同，難以把控精度。但是在一些對于精度控制要求較好的施工環(huán)境中，激光掃描技術(shù)的使用效果會更好。因此在工程機(jī)械控制應(yīng)用于不同的施工環(huán)境時，可綜合性考慮環(huán)境因素與實際因素，選擇合適的智能化控制技術(shù)作為輔助技術(shù)，提高工程機(jī)械控制系統(tǒng)的識別性能與控制系精確度。

（3）自動識別技術(shù)。傳統(tǒng)人工控制下的工程機(jī)械設(shè)備在靈活性上不高，而在智能控制技術(shù)的作用下，許多需要靈活性控制的問題都能夠得到較好的解決。自動化識別技術(shù)是以智能傳感技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的空間信息智能化分析、控制系統(tǒng)，其作用于工程機(jī)械控制系統(tǒng)中，能夠?qū)こ虣C(jī)械的運動進(jìn)行力度、軌跡、功率等自動化控制，還能夠形成記憶系統(tǒng)，收集控制系統(tǒng)操作作業(yè)中的具體數(shù)據(jù)，向工程機(jī)械發(fā)送操作指令，實現(xiàn)對工程機(jī)械的智能化控制。

智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用除了能夠以多種智能控制技術(shù)提高工程機(jī)械控制系統(tǒng)的精確度與靈活性，還有利于提高工程機(jī)械控制系統(tǒng)的現(xiàn)代化操作水平，推動工程機(jī)械向著智能化、自動化進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。當(dāng)前在智能控制技術(shù)的使用中還需要有具備專業(yè)知識與專業(yè)技能的機(jī)械控制管理人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的智能控制，在多種智能技術(shù)共同應(yīng)用時把控技術(shù)操作性與技術(shù)可行性，不斷在工程機(jī)械操作作業(yè)中提高智能控制技術(shù)的應(yīng)用水平。一方面，工程機(jī)械控制中想要有效融合智能控制技術(shù)，需要有較好專業(yè)技術(shù)能力的人員進(jìn)行系統(tǒng)的解釋與說明，在工程機(jī)械使用中進(jìn)行演示，提高工程機(jī)械負(fù)責(zé)人的專業(yè)知識水平。另一方面，工程機(jī)械控制系統(tǒng)中融合多種智能控制技術(shù)時，需要有綜合性的管理技術(shù)，這樣才能對智能控制系統(tǒng)收集到信息進(jìn)行有效整合，不斷提高工程機(jī)械控制系統(tǒng)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，逐漸提高技術(shù)水平，改善傳統(tǒng)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)。

3 結(jié)語

工程建設(shè)項目中，不同的工程機(jī)械在控制上有不同的需求，以智能控制技術(shù)進(jìn)行的工程機(jī)械控制較人工控制具有更高的精確度與準(zhǔn)確度，還能較好地提高工程機(jī)械控制系統(tǒng)的靈活性。可以說，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平下，智能控制技術(shù)能夠使工程機(jī)械控制系統(tǒng)得到新的突破，不僅解放傳統(tǒng)人工控制的工作壓力，還能夠促進(jìn)工程機(jī)械向著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品前進(jìn)。總的來說，智能控制技術(shù)，如超聲波傳感技術(shù)、激光掃描技術(shù)、自動識別技術(shù)等，作用于工程機(jī)械控制系統(tǒng)中都能夠得到較好的使用效果，有利于工程機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)水平的提高。