一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置和控制方法與流程

本發(fā)明涉及一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置和控制方法，屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著公路建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的攤鋪機(jī)電加熱系統(tǒng)采用液壓馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)高壓發(fā)電機(jī)，于是對(duì)如何控制高壓發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也提出了更高的要求。現(xiàn)有技術(shù)中攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，采用常規(guī)PID控制高壓發(fā)電機(jī)，可初步實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，但依然存在一定的缺陷：

1．現(xiàn)有裝置的控制精度、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，以及抗干擾能力和系統(tǒng)的魯棒性能較差；攤鋪機(jī)高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超調(diào)較大，攤鋪機(jī)加熱系統(tǒng)的智能化較低；

2．常規(guī)PID控制在攤鋪機(jī)高壓發(fā)電機(jī)智能控制系統(tǒng)中存在參數(shù)整定困難、轉(zhuǎn)速波動(dòng)難控制、穩(wěn)定性差、調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、液壓油發(fā)動(dòng)機(jī)影響大、超調(diào)量大以及抗干擾能力差的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置和控制方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，包括檢測(cè)模塊、控制器、PID智能調(diào)節(jié)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、液壓泵、比例閥及液壓馬達(dá)；所述檢測(cè)模塊包括多個(gè)傳感器和預(yù)處理器，檢測(cè)模塊與控制器連接；所述PID智能調(diào)節(jié)模塊與控制器連接；所述驅(qū)動(dòng)模塊分別與液壓泵、比例閥、液壓馬達(dá)連接，液壓泵與比例閥管路連接，液壓馬達(dá)與比例閥管路連接。

進(jìn)一步地，所述PID智能調(diào)節(jié)模塊是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器模塊裝置。

進(jìn)一步地，所述控制器內(nèi)設(shè)置了以EPEC2024為主控運(yùn)算的硬件平臺(tái)。

進(jìn)一步地，所述控制器還與顯示器、穩(wěn)壓模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述控制器與顯示器、穩(wěn)壓模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、PID智能調(diào)節(jié)模塊連接形成控制器局域網(wǎng)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊與液壓泵、比例閥、液壓馬達(dá)通過(guò)PWM電路連接。

一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，包括如下步驟，

S1，高壓發(fā)電機(jī)比例調(diào)速閥，控制電流從最小到最大自學(xué)習(xí)標(biāo)定，

S1.1進(jìn)入自學(xué)習(xí)調(diào)試界面；

S1.2打開加熱配電柜上發(fā)電機(jī)加熱開關(guān)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)優(yōu)先控制，控制器發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)的命令給ECU，延時(shí)5s；

S1.3設(shè)定好自學(xué)習(xí)初始電流，電流范圍，電流步長(zhǎng)和電流步長(zhǎng)間隔時(shí)間；

S1.4按最小電流自學(xué)習(xí)功能按鍵，從自學(xué)習(xí)初始電流開始，按步長(zhǎng)間隔增加步長(zhǎng)電流，直到發(fā)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，赫茲數(shù)為5時(shí)，記錄此時(shí)電流，即為最小電流；

S1.5按最大電流自學(xué)習(xí)功能按鍵，從最小電流+電流范圍-50mA開始，按步長(zhǎng)間隔增加步長(zhǎng)電流，直到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)，記錄此時(shí)電流，即為最大電流。

S2，高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速分段控制，

S2.1高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0-800轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)快速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速快速達(dá)到800轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間1控制；

S2.2高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為800-2200轉(zhuǎn)時(shí)，二級(jí)快速響應(yīng)，是轉(zhuǎn)速快速平穩(wěn)地達(dá)到2200轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間2控制；

S2.3高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2200-2800轉(zhuǎn)時(shí)，三級(jí)快速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速較快但主要以平穩(wěn)達(dá)到2800轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間3控制；

S2.4高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2800-2950轉(zhuǎn)時(shí)，慢速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到2950轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間4控制；

S2.5高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2950-3050轉(zhuǎn)時(shí)，臨近目標(biāo)慢速響應(yīng)，該范圍是目標(biāo)調(diào)試范圍，對(duì)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到3000轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間控制；

S2.6高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3050-3200轉(zhuǎn)時(shí)，慢速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到目標(biāo)區(qū)間，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間控制；

S2.7高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3200-3500轉(zhuǎn)時(shí)，較快速度和步幅進(jìn)行響應(yīng)，并降下轉(zhuǎn)速；

S2.8高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)以上，快速響應(yīng)，并快速降下轉(zhuǎn)速。

有益效果：本發(fā)明提供的一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置和控制方法，使得攤鋪機(jī)高壓發(fā)電機(jī)智能轉(zhuǎn)速控制精度、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，以及抗干擾能力和系統(tǒng)的魯棒性能都有了顯著的提高，大大提高了攤鋪機(jī)高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)性，并且系統(tǒng)無(wú)超調(diào)、轉(zhuǎn)速波動(dòng)幅度小、穩(wěn)定性高、調(diào)節(jié)時(shí)間短，從而避免因轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定導(dǎo)致的高壓發(fā)電機(jī)損壞問(wèn)題的發(fā)生，延長(zhǎng)高壓發(fā)電機(jī)的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖2高壓發(fā)電機(jī)控制電流自學(xué)習(xí)標(biāo)定流程圖；

圖3高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速分段控制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，包括檢測(cè)模塊、控制器、PID智能調(diào)節(jié)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、液壓泵、比例閥及液壓馬達(dá)；所述檢測(cè)模塊包括多個(gè)傳感器和預(yù)處理器，傳感器包括壓力傳感器1、流量傳感器2、液壓泵轉(zhuǎn)速傳感器3、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器4、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器5，其中壓力傳感器1、流量傳感器2、液壓泵轉(zhuǎn)速傳感器3分別與液壓泵連接，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器4與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器5與液壓馬達(dá)連接，對(duì)液壓油壓力、泵排量、泵轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理器后組成信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，傳輸給控制器。

PID智能調(diào)節(jié)模塊是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器模塊裝置，并搭建了一EPEC2024為主控運(yùn)算的攤鋪機(jī)高壓發(fā)電機(jī)智能控制的硬件平臺(tái)。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力和逼近任意函數(shù)的能力，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整PID的控制參數(shù)，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出對(duì)應(yīng)于某種最優(yōu)控制規(guī)律下的PID控制參數(shù)，并將其作為常規(guī)PID控制器的輸入控制目標(biāo)轉(zhuǎn)速給定值，基于此方法設(shè)計(jì)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)高壓發(fā)電機(jī)智能平穩(wěn)的發(fā)電。

控制器還與顯示器、穩(wěn)壓模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)連接；控制器與顯示器、穩(wěn)壓模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、PID智能調(diào)節(jié)模塊連接形成控制器局域網(wǎng)，進(jìn)行信號(hào)的相互傳輸。

驅(qū)動(dòng)模塊與液壓泵、比例閥、液壓馬達(dá)通過(guò)PWM電路連接。所述驅(qū)動(dòng)模塊接收來(lái)自控制器的信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳輸給液壓泵、比例閥及液壓馬達(dá)。

本發(fā)明提供的一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其工作模式如下：

在發(fā)動(dòng)機(jī)為額定轉(zhuǎn)速情況下，進(jìn)入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)優(yōu)先控制，控制器發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)的命令給ECU。所述ECU全稱為Electronic Control Unit，即電子控制單元，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器，根據(jù)內(nèi)部程序?qū)邮盏降男畔⑦M(jìn)行運(yùn)算、處理和判斷，然后輸出指令，向發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器提供一定寬度的電脈沖信號(hào)以控制噴油量，以達(dá)到提升動(dòng)力、扭矩和降低油耗、優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能的目的。

打開加熱配電柜上高壓發(fā)電機(jī)加熱開關(guān)，同時(shí)控制器發(fā)送命令給高壓發(fā)電機(jī)比例調(diào)速閥，控制電流從最小到最大恒速增加，高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)淖钚〉?000轉(zhuǎn)穩(wěn)定。開啟攤鋪機(jī)操縱臺(tái)上的加熱開關(guān)，左右熨平板交流接觸器線圈上電吸合，左右兩側(cè)開關(guān)開啟間隔2S（可調(diào)）。開啟操縱臺(tái)上加熱開關(guān)的同時(shí)開啟高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，高壓發(fā)電機(jī)帶載穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速要求控制在3000轉(zhuǎn)±4%范圍內(nèi)，高壓發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速控制上限要求控制在3200轉(zhuǎn)以下。

關(guān)閉加熱時(shí)先關(guān)閉操縱臺(tái)上加熱開關(guān)，左右熨平板交流接觸器線圈斷電去掉負(fù)載，關(guān)閉操縱臺(tái)上加熱開關(guān)同時(shí)關(guān)閉高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，此時(shí)高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速仍為3000轉(zhuǎn)左右，高壓發(fā)電機(jī)比例調(diào)速閥控制電流為最大值。關(guān)閉加熱配電柜上高壓發(fā)電機(jī)加熱開關(guān)，同時(shí)控制器發(fā)送命令給高壓發(fā)電機(jī)比例調(diào)速閥，控制電流從最大到最小恒速下降，直到0轉(zhuǎn)，高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?000轉(zhuǎn)平穩(wěn)降為0轉(zhuǎn)。同時(shí)解除發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)優(yōu)先控制。

本發(fā)明提供的攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，包含以下步驟，

步驟一：高壓發(fā)電機(jī)比例調(diào)速閥，控制電流從最小到最大自學(xué)習(xí)標(biāo)定，流程如圖2所示。

S1.1進(jìn)入自學(xué)習(xí)調(diào)試界面；

S1.2打開加熱配電柜上發(fā)電機(jī)加熱開關(guān)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)優(yōu)先控制，控制器發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)的命令給ECU，延時(shí)5s；

S1.3設(shè)定好自學(xué)習(xí)初始電流，電流范圍，電流步長(zhǎng)和電流步長(zhǎng)間隔時(shí)間；

S1.4按最小電流自學(xué)習(xí)功能按鍵，從自學(xué)習(xí)初始電流開始，按步長(zhǎng)間隔增加步長(zhǎng)電流，直到發(fā)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，赫茲數(shù)為5時(shí)，記錄此時(shí)電流，即為最小電流；

S1.5按最大電流自學(xué)習(xí)功能按鍵，從最小電流+電流范圍-50mA開始，按步長(zhǎng)間隔增加步長(zhǎng)電流，直到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)，記錄此時(shí)電流，即為最大電流。

步驟二：高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速分段控制，流程如圖3所示。

S2.1高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0-800轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)快速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速快速達(dá)到800轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間1控制；

S2.2高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為800-2200轉(zhuǎn)時(shí)，二級(jí)快速響應(yīng)，是轉(zhuǎn)速快速平穩(wěn)地達(dá)到2200轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間2控制；

S2.3高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2200-2800轉(zhuǎn)時(shí)，三級(jí)快速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速較快但主要以平穩(wěn)達(dá)到2800轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間3控制；

S2.4高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2800-2950轉(zhuǎn)時(shí)，慢速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到2950轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間4控制；

S2.5高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2950-3050轉(zhuǎn)時(shí)，臨近目標(biāo)慢速響應(yīng)，該范圍是目標(biāo)調(diào)試范圍，對(duì)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到3000轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間控制；

S2.6高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3050-3200轉(zhuǎn)時(shí)，慢速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到目標(biāo)區(qū)間，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間控制；

S2.7高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3200-3500轉(zhuǎn)時(shí)，較快速度和步幅進(jìn)行響應(yīng)，并降下轉(zhuǎn)速；

S2.8高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)以上，快速響應(yīng)，并快速降下轉(zhuǎn)速。

一種攤鋪機(jī)用高壓發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，優(yōu)選實(shí)施例如下：

步驟一：高壓發(fā)電機(jī)比例調(diào)速閥，控制電流從最小到最大自學(xué)習(xí)標(biāo)定，

S1.1進(jìn)入自學(xué)習(xí)調(diào)試界面；

S1.2打開加熱配電柜上發(fā)電機(jī)加熱開關(guān)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)優(yōu)先控制，控制器發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)的命令給ECU，延時(shí)5s；

S1.3設(shè)定好自學(xué)習(xí)初始電流300mA，和電流范圍400mA，電流步長(zhǎng)5mA，電流步長(zhǎng)間隔時(shí)間0.5s；

S1.4按最小電流自學(xué)習(xí)功能按鍵，從自學(xué)習(xí)初始電流300mA開始，按步長(zhǎng)間隔增加步長(zhǎng)電流，直到發(fā)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，赫茲數(shù)為5時(shí)，記錄此時(shí)電流，即為最小電流；

S1.5按最大電流自學(xué)習(xí)功能按鍵，從最小電流+電流范圍-50mA開始，按步長(zhǎng)間隔增加步長(zhǎng)電流，直到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)，記錄此時(shí)電流，即為最大電流。

步驟二：高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速分段控制，

S2.1高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0-800轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)快速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速快速達(dá)到800轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間1控制；

S2.2高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為800-2200轉(zhuǎn)時(shí)，二級(jí)快速響應(yīng)，是轉(zhuǎn)速快速平穩(wěn)地達(dá)到2200轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間2控制；

S2.3高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2200-2800轉(zhuǎn)時(shí)，三級(jí)快速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速較快但主要以平穩(wěn)達(dá)到2800轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間3控制；

S2.4高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2800-2950轉(zhuǎn)時(shí)，慢速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到2950轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間4控制；

S2.5高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2950-3050轉(zhuǎn)時(shí)，臨近目標(biāo)慢速響應(yīng)，該范圍是目標(biāo)調(diào)試范圍，對(duì)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到3000轉(zhuǎn)，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間控制；

S2.6高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3050-3200轉(zhuǎn)時(shí)，慢速響應(yīng)，使轉(zhuǎn)速平穩(wěn)達(dá)到目標(biāo)區(qū)間，并進(jìn)行穩(wěn)定時(shí)間控制；

S2.7高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3200-3500轉(zhuǎn)時(shí)，較快速度和步幅進(jìn)行響應(yīng)，并降下轉(zhuǎn)速；

S2.8高壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)以上，快速響應(yīng)，并快速降下轉(zhuǎn)速。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。