基于土壤壓實(shí)特性的振動(dòng)壓路機(jī)控制技術(shù)研究.pdf

1、振動(dòng)壓路機(jī)是公路、鐵路和機(jī)場等工程建設(shè)中施工的重要裝備，主要用于壓實(shí)各種土壤、碎石料和瀝青混凝土等。但目前振動(dòng)壓路機(jī)工作參數(shù)單一、壓實(shí)效果檢測遲緩，不僅降低了施工效率，而且給施工質(zhì)量帶來了嚴(yán)重的隱患。隨著我國高等級(jí)公路、鐵路和機(jī)場建設(shè)的快速發(fā)展，施工的環(huán)境更為復(fù)雜，施工速度不斷提高，對(duì)基礎(chǔ)壓實(shí)質(zhì)量的要求越來越高。因此，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)效率和壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行研究是我國工程機(jī)械領(lǐng)域的重要課題之一。
　　本文采用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的

2、方法，分析振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)工作參數(shù)對(duì)壓實(shí)質(zhì)量和壓實(shí)效率的影響規(guī)律，研究振動(dòng)壓實(shí)工作參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，開發(fā)振動(dòng)壓實(shí)控制系統(tǒng)。具體完成了以下工作:
　　在分析土壤振動(dòng)壓實(shí)機(jī)理、研究土壤含水量、土壤材料及其級(jí)配等因素對(duì)土壤壓實(shí)度影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用錘擊法測量了具有不同壓實(shí)度圓柱試樣的固有頻率，采用GeoGauge剛度儀測量了不同壓實(shí)度土壤的剛度，確定了土壤固有頻率、剛度與壓實(shí)度之間的定量關(guān)系。
　　依據(jù)壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)工作原理及振動(dòng)

3、工作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，建立了振動(dòng)壓路機(jī)“振動(dòng)輪-土體”二維動(dòng)力學(xué)模型，分析了單個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)振動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)軌跡，研究了系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響規(guī)律，明確提出影響壓實(shí)效果的壓實(shí)工作參數(shù)主要是振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅值和壓實(shí)速度。確定了壓實(shí)工作參數(shù)與壓實(shí)度間的定量關(guān)系，給出了振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)際工作過程中，振動(dòng)頻率確定、振動(dòng)輪振動(dòng)幅值調(diào)整及壓實(shí)速度選取方法。
　　根據(jù)振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)控制功能要求，研究確定了壓實(shí)工作參數(shù)的主要影響因素，制定了包括10個(gè)輸入?yún)?/p>

4、數(shù)、3個(gè)控制輸出參數(shù)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多輸入-多輸出壓實(shí)控制方案，研究了基于遺傳算法的壓實(shí)工作參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)算法，開發(fā)了振動(dòng)壓實(shí)控制系統(tǒng)，在壓實(shí)作業(yè)的三項(xiàng)工作參數(shù)輸出執(zhí)行中，采用改進(jìn)的BP遺傳算法，對(duì)其PID控制參數(shù)進(jìn)行在線自動(dòng)整定，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅值、壓實(shí)速度執(zhí)行機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確、穩(wěn)定控制。
　　研究了振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)度在線檢測技術(shù)，提出了振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)度檢測方案，設(shè)計(jì)了壓實(shí)度在線檢測系統(tǒng)。開發(fā)了振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)頻率控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。