基于CAN总线的智能压路机控制系统的研究

基于CAN总线的智能压路机控制系统的研究

申晓龙[1]2007年在《基于CAN总线的智能压路机控制及故障诊断系统的研究及其工程实现》文中进行了进一步梳理本文来源于“863”重大专项“基于转运车的机群智能化工程机械及信息化制造”(2003AA430020)中智能压路机控制系统研究开发。智能压路机往往集液压技术、计算机技术、微电子技术、传感与测试技术于一体,其技术的先进性和结构的复杂性大大增加了维修难度。本文在前期工作的基础上继续就智能振动压路机控制系统进行研究,通过现场调试进一步完善了控制程序,并且根据智能振动压路机结构及原理,对构建故障诊断系统主要方法的比较,建造了神经网络与专家系统相结合的智能振动压路机智能故障诊断系统,实现了对智能振动压路机常见故障的诊断。论文主要讨论了结合CAN总线技术对YZC12Z型智能压路机的控制系统及智能故障诊断系统的加载与现场调试。

伍斌[2]2012年在《智能压路机控制系统的研究》文中研究指明压路机是路桥建设施工中不可或缺的高效压实机械,目前国内振动压路机,尤其是智能振动压路机在压实质量方面与国外同类产品存在很大的差距,而压实质量的优劣与压路机控制系统性能有直接关系。为此,在分析当前国内外垂直振动压路机原理的基础上,研究高性能、高水平的压路机控制系统,以提高国内高端智能振动压路机的压实水平。首先,对智能压路机的功能需求、控制系统的开发要求和工作环境做了综合分析,确定以EPEC2023控制器作为核心、车载式KCV-4a型密实度分析仪作为压实度计、采用CAN总线实现各硬件设备间的数据传输来构建硬件系统,从而实现对压路机工作状态的监控和控制参数的设置。另外,通过应用GPS定位系统并借助于GSM网络通信来实现对压路机的远距离控制和通讯。其次,压路机在不同特性的土壤环境以及不同的振动频率、振幅、行驶速度等工作参数下进行压实试验,实时测得与各组参数相对应的压实度值,以找出与目标压实度值所对应的一组最佳压路机工作参数。在获取大量数据的基础上,提出用BP神经网络建立模型的方法,提供智能压路机达到目标压实度值时所需的最佳振动频率、振幅和行驶速度等参数。在实际工作中利用该训练好的神经网络模型,通过输入当前压实土壤的含水量、干密度以及当前压实度值和想达到的目标压实度值,便可以迅速、准确得出一组最佳工作参数。最后,分别设计无级调节振动频率、振幅和行驶速度的液压系统图,并设计了相应的模糊控制器,从而使压路机在进行压实过程中能根据实际压实工况的需要自动调节叁个工作参数,以适应压实环境来达到最佳的压实效果。研究结果为智能垂直振动压路机提供了进一步研究的理论基础,对垂直振动压路机的投产具有重要的工程应用价值和实用价值,对于其他具有智能化要求的工程机械的研究开发具有借鉴作用。

韩怀阳[3]2015年在《基于CAN总线的智能压路机控制及故障诊断系统研究》文中认为随着信息技术的不断发展,智能化设备已经成为了时代发展的趋势。工程建设中的传统设备已经不能满足城市化发展的速度,文章在国内外学者对智能压路机研究的基础上,提出基于CAN总线的设计方案,主要针对控制系统与故障诊断系统的研究开发进行分析,并阐述了工程实现的解决方案。

孙健[4]2012年在《振动压路机智能压实系统研究》文中研究说明随着科学技术的迅猛发展,人们对道路施工机械的要求也越来越高。不仅要求它们具有高的生产效率,而且还要能够自动控制施工质量。智能振动压路机就是在这种条件下产生的。在此本文以智能振动压路机为研究对象,重点研究了调频、调幅系统以及压实控制系统,具体的研究成果如下所示:1.通过建立振动压路机的数学模型,详细分析影响振动压路机压实效果的因素,然后参考德国BOMAG的智多星,说明振动压路机智能压实系统的详细组成。2.智能压实的首要条件是振幅的无级变化,所以本文在此先介绍了传统调幅的机构,然后根据无级调幅的要求,比较分析,最后设计出符合要求的无级调幅机构。3.根据智能控制系统的要求,选用工程机械专用的EPEC控制器以及先进的CAN总线技术组网,并确定了其型号的选择。然后画出控制系统的流程图,并完成控制器软件的设计。4.通过分析机载密实度仪的工作原理,并根据智能振动压路机控制系统的要求,完成机载密实度仪的改进。

黄玉贤[5]2003年在《基于CAN总线的智能压路机控制系统的研究》文中研究表明随着微电子技术和自动控制技术的发展,传统的压实机械已经不能满足现有的高效率工作需求,压实机械的智能化已经成为一个重要的发展趋势。本文在借鉴国内外压路机智能化发展的相关技术的基础上,提出了基于CAN总线技术的智能压路机控制系统的设计方案。本文介绍了现场总线之一的CAN总线技术,并系统全面地分析了CAN总线技术传输数据的原理及数据传输方式。采用EPEC+3G模块作为CAN总线的智能节点,进行系统整体结构的硬件配置,并对本系统中数据传输的软件实现进行详细分析和设计,给出了系统完整的解决方案。

刘蒙蒙[6]2014年在《振动压路机智能化的关键技术研究》文中认为压路机是路桥建设施工中不可或缺的高效压实机械,目前国内振动压路机,尤其是智能振动压路机在压实质量方面与国外同类产品存在很大的差距,而压实质量的优劣与压路机检测系统和控制系统的性能有直接关系。为此,本文在分析当前国内外智能振动压路机原理的基础上,研究高性能、高水平的压路机实时检测系统和智能控制系统,为高端智能振动压路机的研究开发做了有益的探索和开拓性的工作。文中首先对智能压实技术的相关概念和优点进行阐述,介绍了智能压实技术的应用;在振动压实机理基础上,构建“振动轮-土”动力学模型,并基于MATLAB/SIMULINK对动力学模型进行了仿真,进一步验证理论分析的正确性。分析了振动压路机本身的因素对压实效果的影响;根据这些因素,结合当前的研究现状,提出了振动压路机智能化的关键技术,即压实度实时检测系统和智能控制系统。在压实度检测新方法的基础上,本文提出了随车式压实度实时检测技术;分析现有的压实度评价方法的优缺点,针对振动压实过程的线性特征和非线性特征,提出了基于多个振动特征参数的压实度评价方法;研究具有压实度实时检测功能的压路机的构成和工作特点,压实度实时检测系统和系统中振动加速度信号的提取与处理,为智能压路机实时检测系统和新型压实度仪的研究和开发提供了理论基础。根据压路机智能控制系统的要求和实现的总体功能,针对压实参数的自动控制,进行了调频系统、调幅系统和行驶速度系统的智能控制设计。由于振动压实过程的复杂和不确定性,提出了模糊控制的智能压实控制方案,采用CAN总线实现数据信息的传输,选用专用的EPEC2023控制器、EPEC2025可编程显示器,作为核心硬件以满足智能控制系统的功能要求和环境要求。利用GPS远程监控系统和GSM/GPRS远程无线通信系统实现远程控制,使之达到机群智能化施工的要求。

张奕[7]2004年在《智能压路机控制系统设计及关键技术研究》文中指出本文在综合分析当前振动压路机技术水平和发展趋势的基础上,应用机电液一体化技术,完成了智能压路机控制系统的研究与设计。本文所进行的工作属于工程机械领域应用型前沿课题中的高端实用技术,对于如何在工程机械上实现智能化进行了有益的探索;在智能压路机控制系统的总体设计、总线通讯技术的应用、新型控制器件的应用、压实度在线检测技术的应用、状态监测和故障诊断技术的应用等方面进行了大量开拓性的工作。特别是在自动压实控制器的设计中提出了采用逆向设计方案的压实参数模糊控制策略,并根据施工现场试验数据建立了各模糊量的隶属度函数,提出了模糊控制规则;在此基础上提出了采用遗传算法对压实参数模糊控制规则进行优化的新思路。开发了具有自主知识产权的智能压路机控制系统软件。在样机上完成了智能压路机控制系统软、硬件的安装、调试工作,实现了设计目标,填补了国内的空白。本文得出的结论对国产压路机的智能化研究与生产既有理论指导意义,更有直接的工程应用价值。

蔺广逢[8]2005年在《基于VC++的智能压路机人机交互软件开发》文中进行了进一步梳理本文介绍了智能压路机国内外的发展现状,在提出智能压路机控制系统方案的基础上,主要论述智能压路机的人机交互软件开发。本论文是根据“863”项目“基于转运车的机群智能化工程机械及信息化制造”(2003AA430020)中智能压路机控制系统研究开发撰写的,给出智能压路机人机交互软件开发研究的叁个主要方面:智能压路机人机交互软件设计需求;基于VC++人机交互软件的总体设计;基于VC++人机交互软件的实现、集成、现场调试和维护。 本文研究的内容基于“863”的课题,软件和硬件结合的非常紧密,所以要选取对软硬件操作都比较方便的语言编程实现,本课题选用VC++平台用C语言进行人机交互软件开发。 智能压路机的智能化体现在对路面压实的控制、数据的实时监控管理、压路机的故障诊断和压路机远程通讯功能。本文首先通过对智能压路机控制系统所需硬件的选择比较,分析了智能压路机人机交互软件开发的需求。其次采用模块的设计思想,进一步对人机交互软件的体系结构进行了总体设计。最后细化人机交互软件的参数监控界面设计,参数修改界面设计,故障诊断界面设计,数据的存储与分析,本机通讯和远程通讯设计。 智能压路机人机交互软件实现与集成、人机交互软件现场调试与维护是人机交互软件面向实际应用所必须的。所以本论文详述了用C语言编程实现人机交互软件,然后通过编译形成十六进制文件直接嵌入显示器中。现场调试软件的实用性能,也为日常维护提供了丰富的经验,形成规范的维护流程。 本文得出的结论是提出了智能压路机的控制系统方案,着重开发了人机交互软件。针对所选用的EPEC公司的产品分析了软件需求,对软件进行了总体设计,基本完成了基于VC++的人机交互软件开发。在样机上试验表明,该软件实现了智能压路机的实时数据显示、参数设定,故障诊断和远程通讯的功能。

周贤周[9]2006年在《时间触发系统(TTCAN)的设计以及在智能压路机上的应用》文中认为CAN总线是典型的事件触发通信方式。如果网络上有多个节点同时向总线上发送数据,总线就开始利用仲裁的方式来决定哪个节点占用总线,哪些节点退出总线竞争。对于优先级较高的节点,总是在总线竞争中胜出,从而得到总线的使用权。显然,这种触发方式很好的保证了高优先级节点通信的实时性。 实时系统一个很重要的概念,就是任何任务都要在截止时间(deadline)之前完成。基于事件触发的CAN总线,其低优先级节点在特定时刻,例如有多个较高优先级节点同时发出总线服务请求时,低优先级节点则可能在截至时间以内无法得到总线的使用权。所以,典型的CAN总线无法保证优先级较低节点通信的实时性。为了解决这一问题,人们开始研究基于时间触发的CAN总线。时间触发CAN总线利用了时分多址(TMDA)技术来改善CAN总线的实时性。时间触发CAN总线上的每个节点都占有一个时隙,节点在自己的时隙中处理总线事务。这样,每个节点都可以在一个总线周期内至少拥有一个服务时隙,所以只要将每个节点的通信周期设计成小于等于它的截止时间,那么整个系统就具有实时性要求。 本文将介绍TTCAN协议,以及协议的实现方法;基于T89C51C001单片机设计TTCAN的软件和硬件系统。然后根据智能压路机监控系统的要求,设计用于压路机状态监控的显示监控器以及压路机动作控制的控制器。并将显示监控器以及控制器与TTCAN模块相连接,使其具有TTCAN协议通信功能。

巨永锋[10]2005年在《振动压路机压实智能控制与故障智能诊断的研究》文中进行了进一步梳理在2001年国家“863”计划“先进制造与自动化技术”领域设置的“机器人技术”主题中,将“机群智能化工程机械”列为4个专题方向之一,机群智能化的基础是单机的智能化。本文主要从“压实智能控制”、“故障智能诊断”、“人机智能交互”叁个方面,研究振动压路机的智能化技术,为机群智能化工程机械的研究开发做了有益的探索和开拓性的工作。论文研究的成果如下: 1.在介绍振动压实机理的基础上,通过建立振动压路机动力学模型,分析了振动压路机主要工作参数对压实效果的影响,给出了振动压路机压实智能控制系统的基本组成,为振动压路机压实智能控制系统的研究与设计奠定了理论基础。 2.在分析振动压路机压实智能控制系统的功能及要求的基础上,提出了基于CAN总线技术和专用PLC构成的振动压路机压实智能控制系统总体设计方案,完成了智能控制系统的硬件选型与设计。 3.在实验室和现场试验的基础上,提出了压实度仪的技术改进方案,解决了压实度仪使用过程中的标定、与控制器的连接等关键技术难点,实现了压实度的在线检测。 4.将模糊系统与神经网络相结合,提出了一种由模糊化层、模糊推理层和清晰化层组成的振动压路机压实模糊神经网络控制器结构,运用补偿模糊神经网络的学习算法解决参数的自动调整问题。把实践中得出的模糊控制规则表作为训练模糊神经网络的样本,仿真结果表明该模糊神经网络控制器具有在误差限度范围内的泛化能力,可用于振动压路机的压实控制中。 5.在分析振动压路机故障机理的基础上,提出了一种基于人工神经网络专家系统(ANNES)的振动压路机故障智能诊断系统,深入研究了知识库、推理机制、学习机制、解释机制、数据库以及神经网络与专家系统的相互导入机制等关键技术。在知识库中,用神经网络来表示浅层知识,以实现对故障的直觉联想;用框架来表示振动压路机的深层知识,以实现对故障诊断的逻辑验证。在推理机制中,基于神经网络的推理采用正向推理的方法,基于框架的推理则分为对神经网络诊断结果的逻辑验证和重新对故障逻辑推理,以保证故障诊断的正确性。在学习机制中,包括了神经网络对专家经验的学习以及对新的故障的学习。 6.在分析振动压路机压实智能控制系统人机交互软件设计需求的基础上,

参考文献:

[1]. 基于CAN总线的智能压路机控制及故障诊断系统的研究及其工程实现[D]. 申晓龙. 长安大学. 2007

[2]. 智能压路机控制系统的研究[D]. 伍斌. 合肥工业大学. 2012

[3]. 基于CAN总线的智能压路机控制及故障诊断系统研究[J]. 韩怀阳. 西部交通科技. 2015

[4]. 振动压路机智能压实系统研究[D]. 孙健. 长安大学. 2012

[5]. 基于CAN总线的智能压路机控制系统的研究[D]. 黄玉贤. 长安大学. 2003

[6]. 振动压路机智能化的关键技术研究[D]. 刘蒙蒙. 长安大学. 2014

[7]. 智能压路机控制系统设计及关键技术研究[D]. 张奕. 长安大学. 2004

[8]. 基于VC++的智能压路机人机交互软件开发[D]. 蔺广逢. 长安大学. 2005

[9]. 时间触发系统(TTCAN)的设计以及在智能压路机上的应用[D]. 周贤周. 同济大学. 2006

[10]. 振动压路机压实智能控制与故障智能诊断的研究[D]. 巨永锋. 长安大学. 2005

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