权重实时优化液压爬模爬升同步控制系统、方法技术方案

本发明专利技术属于工程建设控制数据处理技术领域，公开了权重实时优化液压爬模爬升同步控制系统、方法。智能控制系统用于接收来自爬模状态传感系统的各类信号，并对信号进行运算，相互比对从而对同步系统的工作状态做出判断，输出控制信号至同步系统；同步系统用于接收到来自智能控制系统的控制信号，实时调整顶升速度，实现对爬模顶升行程的同步控制；爬模状态传感系统，用于完成系统状态的实时监测与反馈，将监测到的状态变量反馈给智能控制系统，实现液压爬模爬升同步控制系统的闭环同步控制。本发明专利技术运用滑模趋近律对观测偏差进行抑制，增强系统鲁棒性，达到消除匹配扰动和非匹配扰动等因素影响的目的，提高系统控制精度。提高系统控制精度。提高系统控制精度。

【技术实现步骤摘要】
权重实时优化液压爬模爬升同步控制系统、方法


[0001]本专利技术属于工程建设控制数据处理
，尤其涉及权重实时优化液压爬模爬升同步控制系统、方法。

技术介绍

[0002]在国内建筑施工领域，液压油缸已经在爬模、低位顶模等模架体系中得到广泛应用，由于液压模架体系各支承点位的油缸受力不同，普通的液压模架体系较难做到精确同步顶升，而油缸顶升的同步性对于液压模架的结构安全具有重大影响，同步性较差轻则造成架体拉裂，影响模架使用安全，重则使架体严重倾斜甚至破坏，造成工程事故。
[0003]中国专利公开号CN106401175A，公开日：2017年02月15日，专利名称“液压爬模全自动爬升系统及其控制方法”公开了一种爬模爬升的同步控制技术方案：所述全自动爬升系统包括液压机械系统、数字传感系统及爬升控制系统。其中，所述数字传感系统包括位移传感器及“0
‑
1”信号发射器，用以测量上防坠器、下防坠器之间的距离，并检测卡爪是否位于卡空中；所述爬升控制系统在判定液压油缸状态及卡爪与卡孔的位置关系后，智能切换液压油缸的伸缸、缩缸操作。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种权重实时优化液压爬模爬升同步控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1，爬模机分段进行爬升控制；S2，爬模机整体进行爬升控制，各架体之间采用相邻偏差耦合位移同步控制策略，并取同一架体内液压缸（2
‑
1）平均位移做该爬模机的实际位移；S3，多位移监测方法权重实时优化，将监测的各架体爬升位移同步误差作为输入量，各液压缸（2
‑
1）液流压力和流量作为输出量，建立RBF神经网络预测模型；基于层次分析法采用配对比较的方法，对不同方法监测的重要程度作出判断，构建决策矩阵，决策矩阵的特征向量对应各方法的权重比，确定多位移监测方法的初始权重w
i
；基于改进的鲸鱼WOA算法对进行权重的进一步优化，从而得到最优权重的近似解；S4，基于改进的鲸鱼WOA算法对进行优化权重，令每个鲸鱼的位置代表一个权重的可行解，进行随机搜索最优权重，以及通过泡泡网觅食行为获得最优权重。2.根据权利要求1所述的权重实时优化液压爬模爬升同步控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述爬模机分段进行爬升控制具体包括：交叉耦合位移补偿控制对跟踪控制器输出控制量补偿；位移误差定义为：（1）式中：e
ij
表示第i个架体内第j个液压缸（2
‑
1）的位移误差；其中i表示第i个架体，j表示该架体内第j个泵控缸系统；y
r
表示液压缸（2
‑
1）的参考位移信号；y
ij
表示第i个架体内第j个液压缸（2
‑
1）的实际位移；交叉耦合位移补偿控制根据两液压缸（2
‑
1）的同步误差信号进行补偿，同一架体内，同步误差定义为：（2）式中：e
i1
表示第i个架体内两液压缸（2
‑
1）同步误差；y
ij+1
表示第i个架体内第j+1个液压缸（2
‑
1）的实际位移；交叉耦合位移补偿控制对跟踪控制器输出控制量补偿包括：若e
i1
≥0，则在第i个架体内，第j+1个液压缸（2
‑
1）速度较快，应减小该液压缸（2
‑
1）的控制量；因此给第j+1个液压缸（2
‑
1）输出负的补偿控制信号，给第j个液压缸（2
‑
1）输出正的补偿控制信号；实现降低第j+1个液压缸（2
‑
1）的速度，提高第j个液压缸（2
‑
1）速度的控制目标；若e
i1
≤0，则在第i个架体内，第j个液压缸（2
‑
1）速度较快，应减小该液压缸（2
‑
1）的控制量；因此给第j个液压缸（2
‑
1）输出负的补偿控制信号，给第j+1个液压缸（2
‑
1）输出正的补偿控制信号；实现降低第j个液压缸（2
‑
1）的速度，提高第j+1个液压缸（2
‑
1）速度的控制目标。3.根据权利要求1所述的权重实时优化液压爬模爬升同步控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述各架体之间采用相邻偏差耦合位移同步控制策略，并取同一架体内液压缸（2
‑
1）平均位移做该爬模机的实际位移包括：将第i个爬模机的实际位移分别与其相邻的前后两个爬模机实际位移分别作差，得到同步误差：（3）
（4）式中：
ɛ
i
表示第i个爬模机实际位移与其后一个爬模机实际位移的同步误差；y
i
表示第i个爬模机实际位移，为爬模机内液压缸（2
‑
1）的平均误差；第i个爬模机与前后两爬模机的相邻偏差耦合位移误差表示为：（5）若e
i
≥0，对应的相邻偏差耦合补偿控制器输出正补偿控制量；若e
i
<0，对应的相邻偏差耦合补偿控制器输出负补偿控制量。4.根据权利要求1所述的权重实时优化液压爬模爬升同步控制方法，其特征在于，步骤S3中，基于改进的鲸鱼WOA算法对进行权重的进一步优化包括：改进的鲸鱼WOA算法为在鲸鱼WOA算法中加入混沌变异的特性，混沌方程如下：（6）式中：τ为混沌变量；当u介于3.56和4之间，使鲸鱼进入混沌的状态；改进的鲸鱼WOA算法的具体步骤如下：（1）将鲸鱼群中的鲸鱼全部映射到混沌方程的定义域（0，1）中，映射表达式为：（7）式中，分别表示分别为鲸鱼种群中的任一鲸鱼、最大的鲸鱼和最小的鲸鱼的权重；（2）将依次代入到式（6）中，得到一组混沌序列：（8）（3）将混沌序列映射到原鲸鱼群空间：（9）式中：i=1，2，
…
，n；n为该鲸鱼群中鲸鱼个数，通过映射变为一组混沌变异的鲸鱼种群，最后将该鲸鱼种群替换原鲸鱼种群进行迭代寻优。5.根据权利要求1所述的权重实时优化液压爬模爬升同步控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述进行随机搜索最优权重包括：随机搜索阶段对应改进的鲸鱼WOA算法的全局探索阶段，随机寻找最优权重；在n个特征权重中，令每一个权重的可行解在D维空间内，则第i个权重的可行解表示为；更新公式为：（10）式中：t为当前迭代次数；为当前随机选择的权重；为更新后的权重；A和C为系数向量，根据式（11）计算，（11）式中：a是一个权值向量，a
i
从2线性递减到0；T为最大迭代次数；r是[0,1]中的一个随机数；（12）
（13）当式（11）中的|A|≥1时，进入随机搜索阶段，根据各权重的可行解进行随机搜索最优权重；当|A|...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟善，谢锋，刘森，秦林，闫建龙，严加宝，梁晓波，扶杰，计世奇，黄俊溪，宋骁宇，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：