第六章电子控制分解.ppt

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作者 雷智翔 第六章 工程机械电子控制装置 第六章 工程机械电子控制装置 世界工程机械机电一体化技术中的电子化技术的发展分为三个阶段: 引入期(20世纪70年代) 70年代出现的柴油发动机电子控制燃油供给装置的大量应用揭开了产品电子化时代的序幕。柴油发动机采用了电子控制燃油供给,从而具有较高能量、点火性能好、使用寿命长的优点。70年美国卡特皮勒(caterpillar)公司开发研制出的电子控制柴油供给装置,成为在减少废气排放污染、增大柴油机输出功率的应用技术竞争中的重要电子控制方式。电子控制柴油喷射装置由相互独立的传感器、控制系统和执行元件组成,由于在控制系统中可以任意进行计算处理,从而提高了控制的自由度。随着半导体技术的进步,晶体管式电子电路于70年代在工程机械上得到广泛的应用,并且奠定了大规模普及应用的基础。 成长期(20世纪80年代) 由于80年代世界电子技术发展的速度很快,尤其是继电子集成电路之后,微型计算机技术的出现、发展和应用,使得柴油机电子控制燃油供给装置的控制功能得到扩大,又开发了电子计算机控制的自动变速器、电子控制动力转向、电子控制激光自动找平装置等许多现代化的 高新技术 发展期(20世纪90年代-至今) 进入90年代后,微机在柴油发动机上得到了广泛的应用。在底盘上开发了电子控制制动 防抱死(ABS)系统、电子控制自动变速器(ECT)、电控悬架装置(TEMS)、防滑差速器(ASD)和加 速防滑系统(ASR)、电子控制全桥驱动(4WD)装置等;在施工技术中开发了沥青混凝土全自动 拌和站的微机控制、微机控制的沥青混凝土路面摊铺自动找平装置、电脑控制危险地段无人操 纵自动施工机械等。另外;工程机械微机逐渐由单一控制向工程机械集中控制方向发展,并取得了重大技术突破。工程机械引入微机的最大特点是由于软件的应用,从而真正实现了工程机械机电一体化技术的产品电子化的进程。在电液技术与机械技术之间,由于软件技术领域的出现,使机械工程和电液技术得到了有机的结合,形成了最初阶段的机电一体化高新技术的系统工程。 世界工程机械机电一体化技术发展与研究的趋势: (1)控制系统的设计技术 从传统的辅助系统的研制开发,到逐渐向集约化的电子控制系统的最优化设计方向发展,其主要课题是: ①从辅助系统向综合控制系统研究和开发。 ②应用多变量控制系统最优化的控制理论和信息理论,进行研究和开发。 ③向智能化控制方面发展。 ④利用智能元件形成知觉化结构,使控制系统具有知觉,然后向智能化系统发展。 (2)信息处理系统 利用电子技术控制工程机械的行驶、转向、施工操纵和车辆制动,并通过工程机械的环境信息系统和科技信息系统为施工驾驶人员提供必要技术信息。以工程机械全自动施工操纵系统为首的信息辅助系统,将进入第二代的实用化阶段,其中包括以下三个方面: ①工程机械用信息处理系统的大规模集成电路(ECU)进一步完备; ②通过全球公路施工技术定位系统(哪)基础设施的完善,进一步发展公路施工信息交流技术和公路施工信息利用技术; ③工程机械之间的信息交换技术。 通过上述顺序开发电子硬件装置,以全面有效地利用信息,使工程机械在充分安全、可靠地施工环境中不断研究和发展。 (3)人机接口 开发各种显示技术,直接显示视听形象,使施工驾驶人员充分了解工程机械的运转状态同时,随施工驾驶人员的意愿可以通过人机接口扩大控制的自由度,为施工驾驶人员提供施工 操纵的舒适性和确保施工安全。 (4)关键性技术 电子技术对控制系统、信息系统和显示系统的发展起到了重要的作用,为了进一步发展 必须从通用性技术方面进行改进。 ①开发高密度电路组装技术,小型化技术,使得功能扩大数十倍。 ②在高密度组装的电路中间,开发用于传感器、执行器之间电器联接的多重通信系统。 ③利用高性能电子计算机和系统控制技术,开发应用集成电路技术(ASIC)。 ④利用提高软件开发效率的软件开发支援系统。 当前,我国工程机械机电一体化技术的现状和发展,正在遇到国内工程机械电子产品技术落后现状的严重制约。据信息资料分析,我国工程机械电液产品与国外先进水平相比至少有20-30年的差距。例如国外20世纪80年代中期已达到成熟水平的产品,我国至今还处于引进的新技术范畴;虽然有一些电液产品进行少量的开发,但仍处于仿造的阶段;如电子控制制动防抱死ABS系统、微机控制沥青混凝土摊铺机路面施工自动找平装置等。工程机械电液产品的硬件生产设备陈旧和软件设计人员的缺少,严重制约着我国工程机械电液产品的升级换代。对此,国家科

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