清扫车清扫机构的控制研究
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摘要
摘要
当前我国生产的清扫车的水平不高，尤其表现在控制方面，如何提高其机电一体化水平，使之具有更好的综合作业效率和对不同工作环境的适应能力，已是当前国产清扫车的一大课题。本文以四川省重点科研项目《智能技术在清扫车等工程机械中的应用》为背景应用智能技术对清扫车的控制作了较为深入的研究，对于提高国产清扫车的智能技术水平，增加其产品竞争力，推动清扫车新产品的研制是有重要意义的。
本文具体从以下几个方面对国产清扫车作了较为全面、深入、的探索和研究。
Ⅰ 对国内外的清扫车发展水平作了较为深入的对比研究，指出国产清扫车在其持续发展中将面临国外清扫车的巨大冲击，我们的出路就是提高国产清扫车的智能技术水平。
Ⅱ 利用智能技术中的人工神经元网络对于清扫车清扫机构的盘刷速度控制问题进行了分析和探讨，并且给出了相应的解决办法，从而可以使的清扫车的盘刷随路面情况调节转速，提高了清扫效率。
Ⅲ 对清扫车清扫机构的盘刷避障问题进行了分析，采用超声波的方法对障碍物进行探测及分析以及采用相应的避障措施，从而提高了清扫车盘刷的自适应能力，实现自动避障。
本文的思想方法和研究成果对于提高和改善国产清扫车的智能技术水平，提高清扫车工作的自适应及清扫效率是具有指导意义和借鉴价值的。
Abstract
Today our domestic road sweeper's level is not on a high degree, especially in the control. It has become a current important problem for sustained development of domestic road sweepers that how to raise mechatronics level of sweeper made in china, make it have better synthetically working efficiency and adaptability to operating circumstances, and make it meet more the needs of intelligent sweepers in the markets of China. On the basis of the key project "Application of Intelligent Technology to Sweeper & Other CME" in Sichuan province, a subject about intelligent technology to the domestic road sweeper has been researched deeper and more extensively in this dissertation. The dissertation will have important significance to enhance domestic road sweeper's intelligent technology level and increase its competition in the markets and strengthen development of new product.
The dissertation has probed and researched from following several aspects to domestic road sweeper.
Ⅰ The dissertation has made a deeper contrast research about development level of road sweeper made in China and other countries. It pointed out that domestic road sweeper during its sustained development would meet great shocking from foreign sweeper. The only way is to enhance domestic road sweeper's intelligent technology level.
Ⅱ Utilizing artificial neural networks (ANN) of intelligent technology, the problem of broom rotate speed has been discussed and researched, and some methods has been suggested. So the broom rotate speed can be adjusted with the condition of road.
Ⅲ The dissertation has researched the obstacles avoided problem of sweeper's broom. The method of ultrasonic has been adopted. Then the sweeper can detect and analyze the obstacles, so it can apply corresponding actions, achieving broom's automatic avoiding obstacles.
The dissertation will have an important significance to enhance domestic road sweeper's intelligent technology level.
当前我国生产的清扫车的水平不高，尤其表现在控制方面，如何提高其机电一体化水平，使之具有更好的综合作业效率和对不同工作环境的适应能力，已是当前国产清扫车的一大课题。本文以四川省重点科研项目《智能技术在清扫车等工程机械中的应用》为背景应用智能技术对清扫车的控制作了较为深入的研究，对于提高国产清扫车的智能技术水平，增加其产品竞争力，推动清扫车新产品的研制是有重要意义的。
本文具体从以下几个方面对国产清扫车作了较为全面、深入、的探索和研究。
Ⅰ 对国内外的清扫车发展水平作了较为深入的对比研究，指出国产清扫车在其持续发展中将面临国外清扫车的巨大冲击，我们的出路就是提高国产清扫车的智能技术水平。
Ⅱ 利用智能技术中的人工神经元网络对于清扫车清扫机构的盘刷速度控制问题进行了分析和探讨，并且给出了相应的解决办法，从而可以使的清扫车的盘刷随路面情况调节转速，提高了清扫效率。
Ⅲ 对清扫车清扫机构的盘刷避障问题进行了分析，采用超声波的方法对障碍物进行探测及分析以及采用相应的避障措施，从而提高了清扫车盘刷的自适应能力，实现自动避障。
本文的思想方法和研究成果对于提高和改善国产清扫车的智能技术水平，提高清扫车工作的自适应及清扫效率是具有指导意义和借鉴价值的。
Abstract
Today our domestic road sweeper's level is not on a high degree, especially in the control. It has become a current important problem for sustained development of domestic road sweepers that how to raise mechatronics level of sweeper made in china, make it have better synthetically working efficiency and adaptability to operating circumstances, and make it meet more the needs of intelligent sweepers in the markets of China. On the basis of the key project "Application of Intelligent Technology to Sweeper & Other CME" in Sichuan province, a subject about intelligent technology to the domestic road sweeper has been researched deeper and more extensively in this dissertation. The dissertation will have important significance to enhance domestic road sweeper's intelligent technology level and increase its competition in the markets and strengthen development of new product.
The dissertation has probed and researched from following several aspects to domestic road sweeper.
Ⅰ The dissertation has made a deeper contrast research about development level of road sweeper made in China and other countries. It pointed out that domestic road sweeper during its sustained development would meet great shocking from foreign sweeper. The only way is to enhance domestic road sweeper's intelligent technology level.
Ⅱ Utilizing artificial neural networks (ANN) of intelligent technology, the problem of broom rotate speed has been discussed and researched, and some methods has been suggested. So the broom rotate speed can be adjusted with the condition of road.
Ⅲ The dissertation has researched the obstacles avoided problem of sweeper's broom. The method of ultrasonic has been adopted. Then the sweeper can detect and analyze the obstacles, so it can apply corresponding actions, achieving broom's automatic avoiding obstacles.
The dissertation will have an important significance to enhance domestic road sweeper's intelligent technology level.
引文
参考文献
[1]孙增圻等编著·《智能控制理论与技术》·北京：清华大学出版社，1997
[2]袁曾任编著·《人工神经元网络及其应用》·北京：清华大学出版社，1999
[3]赵振宇、徐用懋著·《模糊理论和神经网络的基础与应用》·北京：清华大学出版社，1995
[4]楼顺天、施阳编著·《基于MATLAB的系统分析与设计----神经网络》·西安：西安电子科技大学出版社，1998
[5]程卫国等编·《MATLAB5.3精要、编程及高级应用》·北京：机械工业出版社，2000.4
[6]单东编著·《模糊控制原理与应用》·北京：中国铁道出版社，1995.2
[7]李士勇等编著·《模糊控制和智能控制理论与应用》·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990
[8]胡汉才编著·《单片机原理及其接口技术》·北京：清华大学出版社，1996
[9]王福瑞等编著·《单片微机测控系统设计大全》·北京：北京航空航天大学出版社，1998.4
[10]张迎新编著·《单片微型计算机原理、应用及接口技术》·北京：国防工业出版社，1993
[11]徐爱卿等编著·《单片微型机应用和开发系统》·北京：北京航空航天大学出版社，1992
[12]陈粤初等编著·《单片机应用系统设计与实践》·北京：北京航空航天大学出版社，1991
[13]周航慈等编著·《单片机程序设计基础》·北京：北京航空航天大学出版社，1997.4
[14]郑堤、唐可洪主编·《机电一体化设计基础》·北京：机械工业出版社，1997.7
[15]季维发等编著·《机电一体化技术》·北京：电子工业出版社，1995
[16]陈爱弟等编著·《Protel98实用指南》·西安：西安电子科技大学出版社，1999.7
[17]黄贤武等编著·《传感器原理与应用》·成都：电子科技大学出版社，1995
[18]孙正培主编·《液压技术》·重庆：重庆大学出版社，1993
[19]王春行主编·《液压伺服控制系统》·北京：机械工业出版社，1981
[20]马鹏飞·《液压逻辑系统速度控制研究》[硕士学位论文]·重庆建筑大学·1995.12
[21]季忠·《国产清扫车机电一体化技术研究》[硕士学位论文]·重庆建筑大学·1999.5
[22]卢坚德·《盘刷调速及其模糊控制策略研究》[硕士学位论文]·重庆建筑大学·1997.5
[23]彭文月·《微机控制液压调速系统的研究》[硕士学位论文]·重庆大学·1997.4
[24]泸州机器厂·熊猫牌清扫车使用说明书
[25]谢立杨·国外路面清扫车概况·筑路机械与施工机械化·1991.6·P2~P5
[26]陈彦华·CQJ--SHZ22型清扫车总体设计·专用汽车·1995.2·P14~P18
[27]罗朝东·埃尔根清扫车的机电一体化·筑路机械与施工机械化·1995.2·P19~P21
[28]邹俊·小型路面清扫车-YHD 5050 TSL简介·商用汽车·1999.6·P45
[29]张润、姚望科、杨文明·ELGIN清扫车·工程机械·1998.5·P2~P4
[30]罗朝东、蒋彬·BAQ5120GXS型BAQ5130GCS型清扫车·筑路机械与施工机械化·1996.2·P19~P20
[31]徐贵良·HJC5060TSL扫路车简介·建筑机械化·2000.4·P37~P38
[32]宋永刚、姚丽娜·高等级公路清扫车盘刷性能与技术研究·西安公路学院学报·1995.3·P66~P72
[33]谢立杨、张志友·清扫车清扫速度对清扫率的影响·筑路机械与施工机械化·1997.4·P7~P10
[34]潘公宇·清扫车清扫装置的性能研究·筑路机械与施工机械化·1997.1·P12~P13
[35]李江涛·我国扫路车发展概况与发展趋势·建设机械技术与管理·2000.4·P16~P17
[36]王蓉·高速公路清扫车作业装置的研究·专用汽车·1995.4·P20~P26
[37]刘祖润等·基于单片机的Chebyshev神经网络硬件设计·半导体技术·1999.10·P43~P45
[38]龙可微·X25045芯片及其应用·电子技术应用·1999.9·P70~P72
[39]张磊等·推拉式气垫运载平台单片机测控系统的设计·机电工程·2000.5·P23~P25
[40]李茂山·超声波测距原理及实践技术·实用测试技术·1994.3·P12~P20
[41]景旭文、李家宝、葛鸿翰·超声测距的研究·华东船舶工业学院学报·1994.3·P90~P94
[42]孟立凡、郑宾、侯文·超声测距换能器及收发电路的研究·华北工学院学报·2001.2·P87~P89
[43]孟庆浩、张明路、彭商贤·用于移动机器人避障的超声测距系统软硬件设计·河北工业大学学报·1997.1·P86~P90
[44]徐宏等·用于移动机器人导航的多超声测距系统软硬件设计·天津理工学院学报·1997.9·P43~P46
[45]董子和、李永辉·超声波测距系统的建立及其在汽车防撞系统的应用·汽车电器·1997.1·P2~P4
[46]郑仲明、张先永、尹光·超声波汽车测距告警装置·电子工程师·2000.1·P29~P31
[47]安葳鹏、李长青·超声波汽车追尾仪的研究·计算机工程·2001.1·P189~P190
[48]李柱峰、徐秀平·基于超声波的微机自动化测距方法·机电工程·2000.6·P25~P26
[49]杨志亮·智能化超声测距探头的研究与开发·兰州铁道学院学报·1999.9·P87~P92
[50]姜道连、宁延一、袁世良·用AT89C2051设计超声波测距仪·国外电子元器件·2000.12·P31~P34
[51]胡解生、邓国扬·一种新型汽车倒车导向器·中南工学院学报·2000.9·P1~P4
[52]赵文龙等·汽车倒车测距仪的设计·南昌航空工业学院学报·2001.3·P38~P41
[53]王春麟·提高超声回波检测测距精度的方法·电测与仪表·1995.12·P22~P25
[54]张明路等·用于移动机器人避障的人工神经网路和模糊逻辑控制技术·中国机械工程·1997.2·P21~P24
[55]Layman Jill. Change is sweeping city street cleaning. American city & country·V 102 n 1 Jan 1987.
[56]Introduction: Johnston 600 series setting the standard
KUTA Road Sweeper (adaptive to all cleaning application and round conditions )
Schoring-super (Modern Technology for big surface sweeping)
[57]Robertson, J. Hydraulic Inching Value controls sweeper's travel speeds. Hydraulic & pneumatics V 39 n 9 Sep 1986.
[58]Toynton, D.W. Flow dividers control sweeper's operating speeds. Hydraulic & pneumatics V 39 n 4 Apr 1986.
[59]Saridis, G.N. Knowledge Implementation: Structure of Intelligent Control System. In Meystel A, Luh, J.Y.S, ed. s, Proc. of IEEE int. Sym. On intel. Contr.,Phliadelphia, Pennsylvania, USA, 1987, 1:9~17.
[60]Zurada Jacek M. Introduction to Artificial Neural Systems. New York: WestPublishing Company. 1992,163~168.
[61]Fukuda Toshio, Ghiata Takanori. Theory and Applications of Neural Networks for industrial Control Systems. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Dec, 1992,39(6):472~489.
[62]Leonard J, Kramer M A. Improvement of the Backpropagation Algorithm for Training Neural Networks. Computers Chem. Engen. 1990, 14(3):337~341.
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[4]楼顺天、施阳编著·《基于MATLAB的系统分析与设计----神经网络》·西安：西安电子科技大学出版社，1998
[5]程卫国等编·《MATLAB5.3精要、编程及高级应用》·北京：机械工业出版社，2000.4
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