无人驾驶单钢轮碾压机最优换道路径规划研究

为了确保单钢轮碾压机在换道碾压过程中转向稳定、保证压实质量,提出了一种换道路径规划方法,该方法将单钢轮碾压机换道路径曲线平滑度、转向稳定性和换道作业能耗作为优化目标,采用五阶贝塞尔曲线作为换道路径曲线,建立铰接式运动学模型与换道路径点状态的对应关系,采用光谱优化器(Light Spectrum Optimizer,LSO)算法对五阶贝塞尔曲线中未知关键控制点坐标进行优化,得到近似最优换道路径。以某型单钢轮碾压机为例,仿真与实验结果均表明,该方法规划的最优换道路径曲线在起点和终点处的航向角和曲率均为0,且全程曲率连续,符合单钢轮碾压机作业要求,与文献[10]方法相比,该方法规划的最优换道路径最大横向误差和平均横向误差分别降低了3.8%和16.7%,最大曲率和平均曲率分别降低了18.0%和9.3%,平均整车油耗减少了3.8%。研究结果可为单钢轮碾压机无人驾驶作业提供实际应用参考价值。

棉秆梳解碾压机的设计

分析了棉秆重组材碾压机的设计和工作原理,着重讨论了梳解机构及梳解过程。通过对比分析光辊与齿辊的性能,得出如下结论:相同条件、相同辊径时,齿辊的棉秆梳解质量明显优于光辊,且辊齿角度为90o时梳解效果最佳。为了提高棉秆的梳解质量,建议梳解机构采用3对V型齿辊,给出了棉秆碾压机主要参数的设计原则和限定条件,并用撕裂系数来表示碾压机的梳解质量。

一种新型焊缝碾压机的研制

针对化工、制药、食品等行业用不锈钢焊缝所带来的大量残余应力,外观不平等问题,采用双辊轮单主动的传动方式,研制了一种可碾压平板及筒体壁厚3～8mm、直线与环形焊缝的多用简易不锈钢碾压机。碾压后的焊缝外观得到修正,内部组织及缺陷得到了调整,碾压前后残余应力下降趋势明显,平均减少约50%,相较于传统打磨方式的焊缝处理效率大大提高。

智能振动碾压机的自抗扰循迹控制方法

循迹控制是实现智能振动碾压机自动化工作的重要环节.为了改善智能振动碾压机在非结构化路面环境下的循迹效果,解决现有控制算法存在的调参工作量大以及鲁棒性低等问题,本文提出了一种基于扰动观测的反步控制方法.首先,建立了振动碾压机的整车运动学模型和一种具有预测功能的误差动态模型.然后,基于一台改装的智能振动碾压机平台研究了外界扰动对车辆的铰接角度、航向角度及位置的影响规律,发现外界扰动对碾压机的铰接角、航向角度的影响需要实时观测估计,而对碾压机轮位置的影响可通过姿态信息修正补偿.最后,在以上研究的基础上设计了扩张状态观测器用于实时估计系统内外总扰动,从而将误差动态模型简化为串联积分型系统,并基于李雅普诺夫函数设计控制器的反馈控制律.Simulink和硬件在环的仿真结果表明:在车辆的铰接角、航向角同时受内部、外界扰动作用的情况下,循迹连续弯道曲线中距离、角度和曲率误差的最大值分别为0.088 m、0.118 rad和0.042 m^-1.说明基于扰动观测的反步控制方法展现了良好的控制精度和鲁棒性.

面向智能碾压机的位姿感知算法

解决智能碾压机控制精度不达标的难题之一在于位姿信息的精确感知.为了改善智能碾压机在复杂环境下的位姿感知效果,解决现有位姿感知算法存在精确性和普适性较差的问题,本文提出了用于智能碾压机位置测量和航向测量的联合算法框架.首先,为了改善智能碾压机在复杂环境下的定位精确性,基于姿态传感器(AHRS)的加速度计和陀螺仪测量值构建运动学预测方程,基于GPS的测量值和一组速度运动约束关系构建测量方程,在此基础上设计基于EKF的松耦合算法对东向位置和北向位置进行精确输出.其次,为了解决碾压机铰接式结构带来的前后车身航向角不一致的问题,通过分析AHRS输出磁方位角的原理以及输出数据构建航向角估计的经验方程式,并通过反向传播(BP)神经网络模型进行变量值标定,对后车身航向角进行有效输出.最后,基于改装的智能碾压机平台对位姿感知算法进行实验分析.实验结果表明:智能碾压机在路面波动下依靠GPS定位出现定位偏差时,该算法有效地将偏差量进行补偿;在GPS短期失效3 s时,该算法输出坐标值与真实值的均方根误差为10.9 cm;在低速状态下,该算法输出航向角与GPS测量值的最大误差为0.45°,有效解决了后车身航向角测量问题;说明位姿感知的联合算法框架展现了较好的精确性和有效性.

多辊筒碾压机的轴封改造

针对多辊筒碾压机压辊轴颈磨损严重的问题,对其进行了故障分析和改造。结果表明,通过选用强度优异的轴套作为摩擦副,缩减沟槽尺寸以增加轴套与轴颈的接触面长度,改善了摩擦副的润滑状况,减少了磨损,满足了生产需要。

无人碾压机轨迹跟踪算法及能耗规律研究

无人碾压机是降低人工作业负担、改善碾压作业品质和效率的重要技术途径.但由于碾压机吨位高、转向阻力大,且经常工作在复杂非结构路面上,常规车辆轨迹跟踪算法的能耗通常较高,影响了控制系统的电能平衡、可靠性以及综合能效.为此,针对运行在水电大坝上的无人碾压机,提出了面向节能的串级抗扰轨迹跟踪算法,同时研究了该算法对无人碾压机转向系统能耗的影响规律.首先,针对碾压机高吨位造成的转向速度慢、寻迹易超调的问题,采用位置预瞄算法对转向系统进行提前控制,进而减少超调量,降低能耗.其次,针对车辆受路面起伏干扰定位量测噪声大的问题,提出了车身姿态校正算法,通过测取无人碾压机前、后车身的横滚角对定位结果进行修正,减少噪声干扰,降低能耗.最后,为定位中小幅度高频噪声的干扰,通过采用非线性误差反馈控制律控制,降低方向盘在小距离误差带内的高频波动,实现转向系统节能.在水电大坝建设现场开展了实车试验,结果表明;①采用优化的预瞄距离与无预瞄的标称控制器相比,可降低转向电机能量消耗24.7%,使得轨迹跟踪精度稳定在±0.15 m;②采用姿态校正算法可以减少转向电机29.2%的能量消耗,并将轨迹跟踪精度改善了33.0%;③采用非线性误差反馈控制律在距离误差无明显恶化(0.06 m内)情况下,可降低转向电机能耗31.8%.

金刚石锯片碾压机的研制

金刚石锯片作为一种常用的切割工具 ,它本身的刚性的好坏在使用过程中对其切削性能具有相当重要的影响。同时 ,锯片本身优良的刚性可以减少系统的振动 ,对延长锯机、锯片的使用寿命以及提高产品的切削品质都具有比较好的效果。实践证明 ,在锯片使用前通过适当地碾压 ,从而合理地预置应力是提高锯片使用刚性的一种十分有效的手段。本文通过对锯片碾压原理的分析 ,结合目前国内生产企业的要求 ,研制出了JYX-3型金刚石锯片碾压机。本机具有以下特点 :最小碾压直径 70mm ,可以对小锯片进行碾压。采用了压力稳定装置 ,压力控制精度较高 ,偏摆不超过 0 .1MPa ,可实现正反向双向碾压。综上所述 ,我们认为本机是一种具有较高性能价格比的、比较优良的锯片基体专用修整设备。

YZJ—5型振压式路肩碾压机的研制

本文论述了YZJ－5型振压式路肩展压机的结构、工作原理、主要参数和路肩压实机的重要性。

无人驾驶振动智能碾压机在土石方碾压工程的应用

土石料碾压是质量控制的关键工序,传统碾压机械的自动化、智能化程度不高,关键参数主要依靠驾驶员手动控制,经常出现漏压、欠压、超压现象。为增强土石料碾压密实度,提高整体工作效率,推动碾压工程行业向自动化、智能化方向发展,将无人驾驶振动智能碾压机引入土石方碾压工程领域,通过土石方碾压效果的分析,为无人驾驶振动智能碾压机在碾压工程施工推广应用提供了有利的数据保障及技术支撑。

钢轮径向振动对无人碾压机循迹品质的影响研究

循迹控制效果对无人碾压机的作业品质有重要影响,但其受到钢轮径向振动影响显著。针对单钢轮无人碾压机,在3种不同路面条件上,试验研究了碾压钢轮的不同振动模式对循迹精度和控制能耗的影响规律,并分析了其主要原因。结果表明:钢轮径向振动降低了碾压机与路面的附着力并诱发前轮侧滑,增大了循迹控制的偏差。采用传统比例控制,开启钢轮径向振动后,循迹偏差会增大1.1~2.4倍、控制过程能耗提高29.3%~44.6%。采用以距离误差为输入、以目标航向角为输出的外环控制,结合以航向偏差为输入、以目标方向盘转角为输出的内环控制的串级抗扰控制算法,可以有效抑制钢轮侧滑对循迹的影响,较传统比例控制提高了22.2%的循迹精度、降低了11.3%的控制能耗。

大型渠道混凝土机械化衬砌振动碾压成型机的设计

针对南水北调引水渠工程建设对渠道采用机械化衬砌的需求,通过分析渠道混凝土表面振动碾压密实机理,开发出了一种大型渠道混凝土衬砌振动碾压成型机。设备主要有行走升降机构,主体桁架,衬砌小车及行走轨道,自动控制系统等部分组成。可一次完成渠道混凝土振捣密实、碾压成型等工作,自动完成对斜坡、坡脚、坡肩的衬砌。设备和国外先进设备相比,本设备结构简单,性价比高,适应性强,整机技术居国际领先水平,很好的满足了南水北调工程建设的要求。

动态扰动下高心墙堆石坝无人碾压BOA-PID循迹控制

无人碾压机精准循迹控制对确保压实质量意义重大。然而,高心墙堆石坝具有坝料粒径分布广且松铺厚度不均匀等特征,导致坝面不平整且异质性强,对无人碾压机循迹控制造成动态扰动。传统的比例积分微分(proportion integral derivative,PID)控制算法采用固定参数进行纠偏控制,难以快速纠正动态扰动导致的循迹偏差。针对上述问题,本文以蝴蝶优化算法(butterfly optimization algorithm,BOA)动态优化PID控制参数,提出BOA-PID无人碾压机循迹控制方法。首先,构建车身倾斜模型以修正坝面不平整条件下无人碾压机的定位误差;其次,基于运动学模型动态预测无人碾压机的纠偏距离;再者,以最小化纠偏距离为目标函数,采用BOA动态优化PID算法的比例、积分和微分参数;最后,以参数优化的PID计算无人碾压机的转向控制量,从而克服动态扰动,实现高心墙堆石坝复杂条件下的快速纠偏。本文结合中国西南两河口大型水利水电工程开展仿真与实地实验,以验证所提出方法的有效性和先进性。结果表明,BOA-PID的纠偏能力优于GA-PID(genetic algorithm)、PSO-PID(particle swarm optimization)、DA-PID(dragonfly algorithm)和传统PID,且所提出方法能够实现高心墙堆石坝复杂条件下无人碾压机的精准循迹控制,堆石料(4.44 cm)和心墙料(3.32 cm)碾压的平均循迹误差均小于5 cm。

谈机电设备故障维修及预防

机电设备是工作之中的基础工具，因此设备的完整性和优良性很重要。机电设备中有推土机、挖掘机、装载机、碾压机等设备，这些设备若有故障后果将是不堪设想的。本文针对机电设备之中的推土机、挖掘机、碾压机等设备之中会产生的故障进行分析，并提出维修故障以及预防故障的措施。

“碾压混凝土”工程技术指南(下) 第四章 设计和施工考虑

4-1 试验段A、初期试验段在任何大型工程的设计阶段内,为了确定碾压混凝土拌合物配比的设计参数并能够对碾压混凝土的浇筑和压实过程进行观测,

Top100 Products 2004之筑养路机械

力霸Power Curber 5700-SUPER-B型滑模式摊铺机 力霸Power Curber 5700-B型滑模式摊铺机已使用了10多年,现已改造成为Power Curber5700-SUPER-B型摊铺机.该机显著的改进之处是配备了98 kW的道依茨发动机,输出功率提高了50%.增加功率的目的是要在路面修整和路缘/排水沟成型作业时提高机器的性能.附带的改进包括在重型底盘中采用动力更强劲的履带驱动马达,升高驾驶员的操作平台和仪表板,以便扩大视野范围.参考价格:16.5万美元.

论CVRCC:混沌振动RCC

碾压混凝土 (RCC)技术是混凝土建造技术的重要进展 ,而混沌振动碾压是振动碾压的近代技术。基于上海产与徐州产混沌振动碾压机的宽带振动 ,分析混沌振动的碾压机理 ,提出混沌振动RCC新技术CVRCC。