基于模糊算法的工程机械驱动防滑控制系统的设计与研究

摘要

随着国家发展建设速度的加快,越来越多的工程机械运用到现代化的建设中去,工程机械的性能也越来越受到人们的重视。带工作装置的工程机械在行驶或工作过程中,由于地面的情况不同,工作装置的深度也有可能不同,当工作装置过深时,工程机械有可能发生驱动轮打滑的现象。此时,发动机不能完全工作,柴油不能完全燃烧,造成很重的环境污染并产生大量的噪声,对自身和外界都会造成很大的危害。
　　 本文首先在分析了工程机械车速的测定方法的基础上,设计了针对工程机械滑转率测定方法,并选用霍尔式轮速传感器来测定工程机械轮速和非接触式五轮仪来测定工程机械的车速。
　　 其次,根据工程机械工作装置的工作特点,对工程机械液压悬挂控制系统的关键部件--电液比例阀作了详细的分析;在微处理机输出的电压信号控制下,控制电液比例阀PWM占空比改变液压油进出油缸的流量和流向来控制悬挂提升机构的升降,以达到控制打滑的目的;建立电液比例阀传递函数,并选用脉宽调制技术PWM来控制。
　　 再次,根据工程机械驱动防滑相关知识和模糊控制理论,建立了以滑转率为控制对象的四轮驱动工程机械驱动防滑控制系统。利用MATLAB/Simulik设计了模糊控制器,对其进行仿真。仿真结果显示,基于模糊控制的驱动防滑控制系统可有效抑制驱动轮过度滑转。
　　 最后,对工程机械驱动防滑模糊控制系统进行了设计,设计了霍尔转速传感器的信号采集部分、放大电路、整形电路、驱动电路以及滑转率显示电路,在软硬件完成的基础上进行了部分试验。试验表明,用此控制系统能够很好测定工程机械的滑转率,并能根据滑转率信号较好地控制工程机械的工作装置深度,以此来控制工程机械驱动轮过度滑转。