履带式摊铺机行驶控制系统研究

摘要

沥青混凝土摊铺机是一种用于道路摊铺作业的施工设备，用来将拌制好的混合料(包括沥青混凝土和基层稳定土)按照一定的宽度、厚度、平整度和密实度摊铺在路面基层上。按照行驶驱动方式摊铺机可分为履带式和轮胎式两种类型，目前履带式摊铺机占据市场主流地位。随着道路施工标准的提高对摊铺机摊铺质量的要求也随之提高，摊铺机的行驶直线性和恒速性是保证摊铺作业质量的两个关键因素。本文以眉山新筑公司生产的MT12000型履带式摊铺机为研究对象，针对其直线行驶跑偏和恒速性能不佳的问题提出了对应的解决方案。
　　首先，本文分析了摊铺机行驶驱动系统的工作原理，建立摊铺机行驶系统测控平台，使用CAN232MB智能协议转换器和Visual C++实现数据在线收发和速度曲线显示。其次，基于Intercontrol Compact E硬件平台，使用PROSYD_1131软件开发环境，完成摊铺机行驶控制系统整体控制方案。再次，研究分析造成摊铺机直线行驶跑偏的各种原因，诸如左/右履带的启动同步性、过程冲击、驱动轮有效轮径一致性等给直线度造成的影响。针对不同原因提出标定起步电流、设定值斜坡输出和外部纠偏的应对策略。最后，研究摊铺机的行驶恒速性能，提出设定值滤波和模糊PID控制实现摊铺机恒速控制，并通过Matlab/simulink仿真验证了方案的可行性。
　　现场测试结果表明，本文提出的直线度解决方案能够很好的解决摊铺机直线行驶跑偏问题，将直线行驶实际偏移量控制在0.5％以内，优于国标直线度行驶跑偏量不大于1％的要求。恒速控制方案能够在正常摊铺条件下满足波动5％以内的要求，但对于剧烈干扰的抑制还需要进一步的研究解决。