沥青洒布车的自动洒布控制,采用PLC中的PWM指令来实现。在PWM中,脉冲波的占空比和变量泵中比例电磁阀的控制电流存在函数关系,而控制电流和泵自身的排量有关。于是,可以推导出PWM波占空比y和变量泵排量Qb(单位:mL/r)的函数关系式:
(1)
发动机带动变量泵转动,为液压马达提供动力,液压马达再将动力传递给沥青泵。由于变量泵与沥青泵之间是一个闭式液压系统,如不考虑效率损失,则可得:
(2)
nf为发动机转速(r/min),qm为液压马达排量(mL/r),nm为液压马达转速(r/min)。另根据多普勒效应可知,沥青洒布车行驶速度和测速雷达脉冲频率存在函数关系:
(3)
式中,为测速雷达脉冲频率。将公式2、3、4、5联立得:
(4)
ηB、kB 和kV均为固定值,λ和Β为输入值,发动机转速nf在施工过程中变化量不大,可将其作为固定值处理,式中只有和y为动态变量。因此,当洒布车行驶速度发生变化,测速雷达脉冲频率随之变化,变化信号传递到控制器,控制器自动进行判断,按照公式6对变量泵排量进行控制,调节沥青泵转速,实现恒定的洒布量。此式即为智能型沥青洒布车自动洒布控制算法的核心式。
沥青洒布车洒布过程中,行驶速度较高,沥青泵调节过程不长,要求沥青洒布车液压系统动态响应要迅速。因此,在液压系统中,加入PID调节,对变量泵排量进行控制,即在大的开环控制系统上外加一个控制精度较高、稳定性较好、具有良好的动态响应特性的小的闭环控制,从而达到对洒布量的控制
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