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1、控制理论与应用自动化技术与应用2006年第25卷第3期ControlTheoryandApplications基于模糊控制的轴温报警系统12王旭,苏维嘉(1.辽宁工程技术大学研究生学院,辽宁阜新123000;2.辽宁工程技术大学机械学院,辽宁阜新123000)摘要:分析了露天矿用大型自卸车的常见多发故障部位以及对电动轮主轴进行在线温度监测的必要性。提出了基于CAN总线技术并利用模糊控制理论设计的车载轴温监测报警系统。说明了该系统的工作原理、阐述了模糊控制策略、给出了系统结构和实现方法。在无法建立被控对
2、象精确数学模型的条件下实现了对被控对象的有效监测和报警。关键词:模糊控制;CAN总线;电动轮自卸车;轴温中图分类号:TP273+.4;U469.4文献标识码:B文章编号:10037241(2006)03000103AnAxleTemperatureWarningSystemBasedonFuzzyControl12WANGXu,SUWei-jia(1.GraduateStudent!sInstituteofLiaoNingtechnicaluniversity,Fuxin123000,China;2
3、.MechanicalEngineeringInstituteofLiaoNingtechnicaluniversity,Fuxin123000,China)Abstract:Thispaperpresentsanaxletemperaturewarningsystemforthepower-drivenwheeloftheminingdumptruck.ItisbasedonthefuzzycontrolandCANBUStechnology.Thestructureofthesystemisalso
4、presented.Keywords:Fuzzycontrol;CANBUS;Miningdumptruck;Axletemperature1引言径向晃动和轴向窜动反过来又加剧了轴承的温升、润滑状态的[1]变坏、磨损的加剧。由此不难看出,温度与电动轮的运行状态电动轮自卸车是我国露天矿普遍采用的高效运输设备,是密切相关,温度过高既是导致电动轮发生故障的直接起因,又是现代化矿山最主要的生产设备之一,其工作状况的好坏直接影电动轮发生故障的重要指示。响到整个矿山的经济效益。从实际运行状况来看,电动轮是整个自卸车的
5、故障多发部位,且其故障损失严重。因此,有必要研究如何保证电动轮的安全运行,这对于提高露天矿的产量和经3温度监测方案济效益有重大意义。3.1监测部位监测部位应该是电动轮的故障多发且又便于安装传感器的2电动轮的常见故障形式及原因部位。就本研究而言,齿轮(特别是小行星轮)和轴承是电动轮的故障多发部位,但由于不便在转动的齿轮上安装传感器,因电动轮主要的故障形式为行星齿轮打齿和电机定子扫镗,此,选定各滚动轴承的轴承座作为监测部位。而打齿故障则是电动轮最常见的故障形式。伴随这些故障的发生都有支承轴承的烧损。进一步的研
6、究表明,打齿和扫镗故障3.2状态判别指标及其槛值多半是由于支撑轴承的温度过高,使其润滑状态变坏,从而加剧本系统选用温度指标和温差指标判别状态。温度指标反映了轴承的磨损,进而导致转子径向晃动和轴向窜动。而转子的了被监测部位的温度,温差指标反映了被监测部位温度变化的快慢。由于监测方案将电动轮的状态区分为∀正常#、∀次警戒#收稿日期:2005-06-13(此时驾驶员应适当地放慢车速)、∀超警戒#(此时驾驶员必须放TechniquesofAutomation&Applications
7、1自动化技术与应用200
8、6年第25卷第3期控制理论与应用ControlTheoryandApplications慢车速)和∀报警#(此时极可能发生燃轴和断轴事故,驾驶员必有互换性,且使用固定几种品牌的润滑剂,因此进行统计和分析须停车检查)四种类型。因此相应的有三种槛值:区分正常和次时,均以全矿的电动轮自卸车为研究对象,使样本空间尽可能警戒的槛值、区分次警戒和超警戒的槛值及区分次警戒和报警大。经历时一年的统计,获得轴承发生故障的温度值,如表1所的槛值。示。将所有导致故障的温度值集合视为样本空间,并设各温度值为随机变量X1,X2,∃
9、∃Xk(k为样本的个数)。由表1可知总4数据统计与分析频数为146,是大样本,因此可用辛钦大数定理来估计整体样本k1本文以准葛尔矿自卸车为研究对象。虽然单台自卸车电动的均值。由此可计算出均值的估计值^=x=Xj=973。k%j=1轮发生故障的次数有限,但是电动轮上的总成件都是标准件,具可以将此值认为是发生故障的平均温度值。表1轴承发生故障的温度值i1234567891011频数fi34121725282513982故障温8
