[发明专利]摊铺机及其行走控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种用于摊铺机的行走控制系统。本发明还涉及一种包括上述行走控制系统的摊铺机和一种用于摊铺机的行走控制方法。

背景技术

摊铺机是道路施工过程中的重要工程机械之一，随着公路建设项目不断增多，摊铺机的需求越来越大。

摊铺机在正常的摊铺行走过程中，会由于控制误差或者其他因素的影响，慢慢偏离原来的摊铺方向，并且随着摊铺距离的增加，偏离量也会不断累加，以致必须不断的人为进行转向调节，使恢复到原来的摊铺方向。

为解决上述问题，现有技术中采用了多种方法控制摊铺机的行走方向：

在第一种方法中，在摊铺机的下部前方位置设置超声波传感器，超声波传感器通过现场总线与摊铺机的行走控制器连接。在摊铺机的工作过程中，超声波传感器不断检测路沿目标(路沿石、基准绳)与超声波传感器发射面之间的距离，并把检测结果经现场总线传输至行走控制器，行走控制器根据预定策略控制摊铺机的恒速行走和路沿跟踪行走。

在第二种方法中，摊铺机的行走控制系统包括控制器、PID调节器、速差PID调节器、位移差PID调节器、转向电位器、行走速度给定电位器和分别安装于左、右马达上的左马达测速传感器和右马达测速传感器，转向电位器和行走速度给定电位器分别与控制器的输入端相连，用以输入转向信号和给定速度值；工作过程中，左、右马达测速传感器分别检测左马达和右马达的速度，控制器将左马达的速度作为反馈值与左马达的给定速度值进行比较，同时将右马达的速度作为反馈值与右马达的给定速度值进行比较，并控制PID调节器调节左、右马达的转速，形成核心环；另一方面，控制器还将左、右马达的速度差作为反馈量，以追踪0为目标，通过速差PID调节器形成的控制量对其中一个马达的速度作出调整，构成速差跟踪纠偏环；同时，控制器还将左、右马达速度差的累加值(即左、右位移差)作为反馈量，以追踪0为目标，通过位移差PID调节器输出的控制量对速差跟踪纠偏环的马达作进一步的调节，形成位移差跟踪纠偏环。

在第三种方法中，对摊铺机左轮和右轮的运行速度进行设定，左轮设定值输入与左轮PID控制器的输出信号并联叠加后，控制左轮行走驱动系统的工作；左轮和右轮的运行速度的信号通过传感器反馈到左伦和右轮的PID控制器输入端，与左轮和右轮的运行速度实际设定值进行比较，构成闭环控制；同时，左轮传感器和右轮传感器的信号相减，得到左、右轮的速度差，经积分后得到距离差，并将速度差和距离差作为两个输入变量输送至模糊算法，经模糊控制器运算后确定右轮设定值修正量输出，将经过模糊算法的右轮设定值修正量与右轮设定值输入端的设定值叠加，并将该叠加量作为右轮闭环控制的设定值与右轮PID控制器输出值再次叠加，控制右轮液压系统的泵、马达工作；控制摊铺机的工作状态。

可以看出，以上第一种方法是通过检测路沿目标(路沿石、基准绳)与超声波传感器发射面之间的距离，进而控制摊铺机的行走，因此，在进行路面的摊铺时，需要首先设置路沿目标，造成了工作量的增大，施工周期的延长和施工成本的增加。

以上第二种方法和第三种方法均是通过测速传感器检测左、右轮的速度，并与给定的速度值比较，根据速度偏差，利用常规PID或者模糊自适应PID等算法进行处理，根据处理结果控制左、右轮驱动马达的运动。

然而，由于摊铺机整机的重量很大，而且在控制过程中涉及到液压、电气和机械结构，操作对象系统具有非线性、时变和滞后等特点，所以在控制的过程中，难免产生误差，随着误差的积累，行驶距离稍远，就会偏离原始方向，而且有可能超出施工的允许值；同时，由于路面不平且摊铺机重心偏后时，会导致左、右轮履带的着地的情况不同，出现履带轻微打滑现象，此时，即使左、右马达的转速一致，左右履带相对地面的行驶距离也会不一致，从而导致偏向，而以上系统无法检测由于上述原因造成的偏移量。

因此，如何在保证成本较低的基础上，保证摊铺机按既定的方向直线行走，使摊铺机精确地按照设定方向进行道路的摊铺就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于摊铺机的行走轨迹控制系统，该系统能够在保证成本较低的基础上，保证摊铺机按既定的方向直线行走，使摊铺机精确地按照设定方向进行道路的摊铺。本发明的另一目的是提供一种包括上述行走轨迹控制系统的摊铺机和一种用于摊铺机的行走轨迹控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于摊铺机的行走轨迹控制系统，包括摊铺机运行方式检测装置、磁阻传感器和控制器，