瀝青灑布車的自動灑布控制,采用PLC中的PWM指令來實現。在PWM中,脈沖波的占空比和變量泵中比例電磁閥的控制電流存在函數關系,而控制電流和泵自身的排量有關。于是,可以推導出PWM波占空比y和變量泵排量Qb(單位:mL/r)的函數關系式:
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發動機帶動變量泵轉動,為液壓馬達提供動力,液壓馬達再將動力傳遞給瀝青泵。由于變量泵與瀝青泵之間是一個閉式液壓系統,如不考慮效率損失,則可得:
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nf為發動機轉速(r/min),qm為液壓馬達排量(mL/r),nm為液壓馬達轉速(r/min)。另根據多普勒效應可知,瀝青灑布車行駛速度和測速雷達脈沖頻率存在函數關系:
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式中,為測速雷達脈沖頻率。將公式2、3、4、5聯立得:
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ηB、kB 和kV均為固定值,λ和Β為輸入值,發動機轉速nf在施工過程中變化量不大,可將其作為固定值處理,式中只有和y為動態變量。因此,當灑布車行駛速度發生變化,測速雷達脈沖頻率隨之變化,變化信號傳遞到控制器,控制器自動進行判斷,按照公式6對變量泵排量進行控制,調節瀝青泵轉速,實現恒定的灑布量。此式即為智能型瀝青灑布車自動灑布控制算法的核心式。
瀝青灑布車灑布過程中,行駛速度較高,瀝青泵調節過程不長,要求瀝青灑布車液壓系統動態響應要迅速。因此,在液壓系統中,加入PID調節,對變量泵排量進行控制,即在大的開環控制系統上外加一個控制精度較高、穩定性較好、具有良好的動態響應特性的小的閉環控制,從而達到對灑布量的精確控制
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