技術(shù)特征：

1.一種基于模糊控制的激光平地系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、模糊控制鏟車方法，

S101、采用雙輸入、單輸出模糊控制器，將位移的偏差和鏟車載荷量作為模糊控制器的輸入量，電磁閥的通電時(shí)間為輸出控制量，以更加精細(xì)和高效的控制鏟車的升降高度；

激光平地系統(tǒng)采用七路激光接收器；

S102、實(shí)時(shí)針對(duì)激光信號(hào)打在激光接收器的位置判斷此時(shí)地勢(shì)情況，得出位移偏差，并設(shè)計(jì)位移偏差隸屬度函數(shù)，將位移偏差輸入模糊化；

S103、根據(jù)拉力傳感器得出此時(shí)平地鏟的載荷量，根據(jù)鏟車滿載量判斷鏟土量的多少，并設(shè)計(jì)鏟車載荷量隸屬度函數(shù)，將鏟車載荷輸入變量模糊化；

S104、將電磁閥通電時(shí)間設(shè)為輸出變量，并設(shè)計(jì)輸出隸屬度函數(shù)；

S105、結(jié)合土地平整實(shí)際需求應(yīng)用，根據(jù)輸入輸出設(shè)計(jì)具體模糊控制規(guī)則；

S106、根據(jù)模糊控制規(guī)則表，采用重心法進(jìn)行解模糊得到模糊控制量，將其輸出到液壓系統(tǒng)控制電磁閥通電時(shí)間，完成解模糊，實(shí)現(xiàn)平地過程中具體的鏟車控制；

S107、完成系統(tǒng)集成，進(jìn)行實(shí)地作業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S101具體包括以下說明和步驟：

（1）為提高激光接收器的接收范圍，減少在平地過程中因地勢(shì)高差太大而導(dǎo)致信號(hào)丟失的情況，采用7路激光接收器的平地系統(tǒng)，其中激光平地系統(tǒng)的原理是：激光控制平地系統(tǒng)主要由激光發(fā)射器、激光接收器、控制器、液壓系統(tǒng)和平地鏟，激光發(fā)射器發(fā)射一束極細(xì)的能旋轉(zhuǎn)360°的激光束，形成激光水平面作為平整基準(zhǔn)面，激光信號(hào)打在7路激光接收器上面，從上到下分別代表地勢(shì)極低、低、較低、中、較高、高、極高，控制器根據(jù)此時(shí)的地勢(shì)將控制信號(hào)輸出給液壓系統(tǒng)，通過電磁閥驅(qū)動(dòng)平地鏟升降完成平地作業(yè)；

（2）平地過程中除了根據(jù)此時(shí)的地勢(shì)情況，即位置偏差來控制平地鏟的升降外，還得考慮鏟車實(shí)時(shí)的載荷量，若鏟車接近滿載然而根據(jù)位置偏差還需要繼續(xù)鏟土，那可能會(huì)出現(xiàn)滿載拉不動(dòng)土的情況，此時(shí)影響了拖拉機(jī)繼續(xù)工作，降低了平地效率，對(duì)拖拉機(jī)和平地鏟也是一種損害，此外僅根據(jù)占空比控制調(diào)節(jié)鏟車升降運(yùn)動(dòng)的時(shí)間具有一定局限性，對(duì)不同鏟車和液壓系統(tǒng)以及地勢(shì)情況不具有普適性，因此選用模糊控制方法來控制激光平地系統(tǒng)，輸入是位移偏差和鏟車載荷量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S102具體包括以下步驟：

當(dāng)激光信號(hào)打到激光接收器接收范圍內(nèi)時(shí)，從上到下分別為地勢(shì)極低、低、偏低、中、偏高、高、極高；

為簡(jiǎn)化運(yùn)算，將位置偏差d均劃分為7個(gè)模糊子集；

從上到下分別為：VZL（極低、S（低）、LS（偏低）、M（中）、LH（偏高）、H（高）、VH(極高)，設(shè)中間點(diǎn)位移量為0，其中7路信號(hào)15塊光電池分布為：3、2、2、1、2、2、3，每片長(zhǎng)度是2mm，光電池所示位置偏差從地勢(shì)最低開始分別為：[-15,-9]、[-9,-5]、[-5,-1]、[-1,1]、[1,5]、[5,9]、[9,15]，模糊集合的算子采用T型三角范數(shù)，其中：

位置偏差變量d(mm)

基本論域：[-15mm, 15mm]

量化等級(jí)：{-15，-14，-13，-12，-11，-10，-9，-8，-7，-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13, 14, 15 }

量化因子：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S103具體包括以下步驟：

在現(xiàn)有激光平地技術(shù)中，為了減少因超載現(xiàn)象造成的平地效率低下以及設(shè)備損耗，作業(yè)人員通常需要頻繁的回頭監(jiān)視平地鏟的運(yùn)土情況，通過人眼判斷是否運(yùn)土過多，然后調(diào)整行駛方向，前往地勢(shì)較低區(qū)域進(jìn)行卸土，或者適當(dāng)?shù)氖謩?dòng)升起鏟車卸載部分土方；

這樣雖然可以在一定程度上減少超載現(xiàn)象的發(fā)生，但會(huì)極大增加作業(yè)人員的工作負(fù)擔(dān)，影響作業(yè)效率，甚至給駕駛帶來安全隱患；

對(duì)平地鏟載荷的監(jiān)測(cè)可以通過對(duì)拖拉機(jī)的牽引力監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)；

在牽引力測(cè)量方面，采用應(yīng)變式傳感器來檢測(cè)，應(yīng)變式傳感器具有加工容易、價(jià)格低、檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)；

平地鏟與拖拉機(jī)之間通常使用銷軸進(jìn)行懸掛式連接，為了盡量減少對(duì)平地鏟機(jī)械結(jié)構(gòu)的改造，以增加適用范圍，提高安裝的簡(jiǎn)便性，拉力傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為銷軸式；

拉力傳感器將土方量等拉力信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電流信號(hào)，然后將模擬電流信號(hào)模糊化，作為另一個(gè)模擬控制器的變量輸入；

為簡(jiǎn)化運(yùn)算，將鏟車載荷N劃分為5個(gè)模糊子集；

從高到低分別為：VB（極多）、B（多）、M（中等）、S（少）、VS（極少）；

將拉力傳感器安裝在平地鏟和拖拉機(jī)之間的銷軸連接處后，在平地鏟空載和滿載時(shí)測(cè)試?yán)鞲衅鞯妮敵鲭娏?，發(fā)現(xiàn)輸出的是4-20 mA直流電流信號(hào)，模糊集合的算子仍采用T型三角范數(shù)，其中：

鏟車載荷N (mA)

基本論域：[4mA, 20mA]

量化等級(jí)：{4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20 }

量化因子：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S104具體包括以下步驟：

整個(gè)激光平地系統(tǒng)是根據(jù)上文提到的激光信號(hào)的位置偏差和鏟車載荷作為變量輸入，控制電磁閥的通電，驅(qū)動(dòng)平地鏟完成平地作業(yè)；

其中電磁閥的通電時(shí)間t是輸出控制量，它決定了鏟車升降時(shí)間和高程，直接決定了最終的平整效果；

根據(jù)土地平整需求，將電磁閥通電時(shí)間t劃分為7個(gè)模糊子集；

從高到低分別為：VU（升長(zhǎng)）、U（升）、SU（升短）、M（適當(dāng)）、SD（降短）、D（降）、VD（降長(zhǎng)）；

模糊集合的算子仍采用T型三角范數(shù)，其中：

電磁閥通電時(shí)間t，以1s周期為例，鏟車上升為正，下降為負(fù)，零代表鏟車不動(dòng)；

基本論域：[-800ms, 900ms]

量化等級(jí)：{-800，-700，-600，-500，-400，-300，-200，-100，0，100，200，300，400，500，600，700，800,900 }

量化因子：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S105具體包括以下步驟：

由變量輸入和輸出確定模糊控制規(guī)則；

根據(jù)實(shí)際平地作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，確定了if d=VZS and N=VS then t= VS等35條模糊控制語句，具體滿足的原則如下：當(dāng)鏟車載荷少時(shí)，鏟車上升卸土意義不大；載荷滿時(shí)，下降挖土盡量避免；同時(shí)地勢(shì)高時(shí)鏟車下降挖土，地勢(shì)低時(shí)鏟車上升卸土。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S106具體包括以下步驟：

模糊推理結(jié)果產(chǎn)生輸出模糊集合；

但每個(gè)控制人物均需要模糊控制輸出精確值，因此需要采用解模糊的方法；

根據(jù)模糊控制規(guī)則表，采用重心法進(jìn)行解模糊得到模糊控制量，將其輸出到液壓系統(tǒng)控制平地鏟升降；

重心法表達(dá)公式如下：

其中表示模糊控制器輸出的電磁閥通電時(shí)間的精確值，x_i 是輸出模糊集合的離散元素，μ(i) 為該元素的隸屬函數(shù)；

搭建系統(tǒng)硬件，利用本發(fā)明的基于模糊控制的激光平地系統(tǒng)控制方法進(jìn)行平整作業(yè)。