基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法技术方案

本发明专利技术属于建筑应用技术领域，涉及滑模控制，尤其涉及一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法。与现有技术相比，本发明专利技术的优点和积极效果在于，本发明专利技术提供一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法，首次以质心和电动丝杠之间的间距以及升模平台的倾斜角度作为PID控制器的重要参数，结合BP神经网络结合和POS算法对PID控制参数的输入值进行优化，结合模糊PID控制，使电动提升滑模系统能快速响应达到预设值，并且无超调现象、系统稳定没有出现振荡具有良好的稳定性和同步性。步性。

【技术实现步骤摘要】
基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法


[0001]本专利技术属于建筑应用
，涉及滑模控制，尤其涉及一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法。

技术介绍

[0002]滑模施工是用液压的提升装置滑升模板以浇筑竖向混凝土结构的施工方法。它是按照建筑物的平面形状，在地面(或一定的标高)将一整套液压滑模装置(模板、围圈、提升架、操作平台、支承杆及液压千斤顶等)组装好。利用液压千斤顶在支承杆上爬升，带动提升架、模板、操作平台一起上升。每浇筑一层混凝土后就进行模板滑升，直至结构浇筑结束。此法施工要对模板体系经常进行调平，以保证建筑物和构筑物垂直。
[0003]而电动提升是综合了无井架液压滑模和爬模施工的原理、工艺和特点的一种施工方法，其同时具有爬模和无井架滑模的优点。电动升模采用大模板结构，大模板逐段分块安装，大模板的坡度和圆弧度易于调整和控制，可避免施工的累积误差、在砼浇捣后，因砼与模板之间不作相对运动，对砼浇捣工艺无特殊要求，砼的质量可得到保证且操作简单方便、劳动强度低、功效高。
[0004]电动提模技术在我国仍处于发展中的阶段，尤其需要一套关于该方面完善的电控技术，但这种专用设备相关研究资料较少，制造、施工规范不完善，而电动提模关键技术之一是对系统内部的多电机协同控制的实现，用以达到整体模架、平台位置精准，响应时间短的协同提升目标。
[0005]目前，现有的电动提模的多电机的协同控制主要通过PID进行控制，经典PID控制器在传统电机控制中得到了广泛应用，原因是其有着稳定性好、结构简单等优点。但在传统控制对象中，均为有着精确的数学模型的线性或典型调速系统，如果被控对象结构复杂，影响系统稳态的因素较多(铺板系统上堆积的施工材料)，或有些影响因素是随机离散性的出现，这就导致被控对象很难得以建立精准的数学模型，进而增加的控制难度，所得到的控制效果往往难以满足控制要求。由于被控对象数学模型不精确而导致传统控制效果不理想，为此，如何有效的实现整个电动提模系统的多电机的同步控制是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述的电动提升滑模系统所存在的电动提升机构的同步控制问题，提出一种设计合理、操作方便且能够有效的结合负荷等干扰因素的基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，本专利技术提供一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法，包括以下步骤：
[0008]a、首先通过设置在升模平台上的重量传感器确定升模平台的质心位置，计算质心到电动机丝杠轴线之间的距离，记做l
i
(i＝1,2,3......n)，其中，n为电动提升滑模系统中电动机的个数，i为第i个电动机；
[0009]b、确定电动提升滑模系统中电动机的跟踪误差和同步误差，并计算电动机的跟踪误差变化率、同步误差变化率；
[0010]c、确定升模平台的倾斜角θ，通过公式：
[0011]Lm
in
＝sinθ*(l
i
‑
l
n
)
[0012]计算电动机i的升模误差以及升模误差变化率；
[0013]d、以电动机i的跟踪误差、同步误差、升模误差以及偏置值和电动机i的跟踪误差变化率、同步误差变化率、升模误差变化率以及偏置值分别为BP神经网络结构的输入层，并以BP神经网络结构的全部连接权值为粒子群算法中粒子的维度D，采用PSO算法为BP神经网络结构的隐藏层的连接权值赋值，最终经输出层输出系统误差和系统误差变化率；
[0014]e、将系统误差和系统误差变化率模糊化处理，同时，建立的模糊规则，并根据建立的模糊规则，查出系统误差和系统误差变化率对应的PID控制器参数的变化值；
[0015]f、根据PID控制器参数的变化值计算新的PID控制器参数实现电动提升滑模系统中电动机的同步控制。
[0016]作为优选，所述b步骤中，所述电动机的跟踪误差的计算公式为：
[0017]e
i
(t)＝ω
iin
‑
ω
iout
[0018]其中，为电动机i的设定输出，为电动机i的实际输出。
[0019]作为优选，所述电动机的同步误差的计算公式为：
[0020][0021]作为优选，所述d步骤中，BP神经网络结构的隐藏层的神经元的个数比输入层神经元个数多一个，输出层的神经元的个数为1个。
[0022]作为优选，所述e步骤中，根据PID控制参数对电动机的控制作用以及相互之间的互联关系设置隶属度函数，并进行编译模糊规则表，建立的模糊规则。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，
[0024]本专利技术提供一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法，首次以质心和电动丝杠之间的间距以及升模平台的倾斜角度作为PID控制器的重要参数，结合BP神经网络结合和POS算法对PID控制参数的输入值进行优化，结合模糊PID控制，使电动提升滑模系统能快速响应达到预设值，并且无超调现象、系统稳定没有出现振荡具有良好的稳定性和同步性。
具体实施方式
[0025]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
[0027]实施例1，本实施例提供一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法
[0028]在现有的多电机控制中，控制者主要去考虑到电机的转速受到干扰而产生的偏
差，而忽略了丝杠的问题，这是因为在丝杠的加工过程中，即使两根丝杠的加工精度相同，它们的尺寸和公差也不会完全相同，所以两根丝杠之间不可避免地会产生导程误差，而受负载等其他因素的影响，丝杠的传递效率也不可能达到100％，而这种情况下，丝杠所受到的影响较多，这样就会导致所需要确定的因素居多，为此，在本实施例中，摒弃到各种因素带给丝杠的问题，直接去考虑升降平台的结果，为此，首先通过设置在升模平台上的重量传感器确定升模平台的质心位置，计算质心到电动机丝杠轴线之间的距离，记做l
i
(i＝1,2,3......n)，其中，n为电动提升滑模系统中电动机的个数，i为第i个电动机，在本实施例中，重量传感器的位置就设置在电动机所处的位置以方便测量，这样，根据各个电动机的承重就可以计算出整个升模平台的质心位置(由于升模平台上放置的施工材料的位置和重量等原因，导致质心的位置很难处于整个升模平台的中心位置)。
[0029]确定质心的位置以及质心到电动机丝杠轴线之间的距离主要是为了计算升降平台的升模误差，由于负载的干扰，导致电动机的输出不同，进而会使整个升降平台发生一点角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于偏差耦合的电动提升滑模系统的同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：a、首先通过设置在升模平台上的重量传感器确定升模平台的质心位置，计算质心到电动机丝杠轴线之间的距离，记做l
i
(i＝1,2,3......n)，其中，n为电动提升滑模系统中电动机的个数，i为第i个电动机；b、确定电动提升滑模系统中电动机的跟踪误差和同步误差，并计算电动机的跟踪误差变化率、同步误差变化率；c、确定升模平台的倾斜角θ，通过公式：Lm
i
＝sinθ*[(l
i
‑
l1)+(l
i
‑
l2)+.......(l
i
‑
l
n
)]计算电动机i的升模误差以及升模误差变化率；d、以电动机i的跟踪误差、同步误差、升模误差以及偏置值和电动机i的跟踪误差变化率、同步误差变化率、升模误差变化率以及偏置值分别为BP神经网络结构的输入层，并以BP神经网络结构的全部连接权值为粒子群算法中粒子的维度D，采用PSO算法为BP神经网络结构的隐藏层的连接权值赋值，最终经输出层输出系统误差和系统误差变化率；e、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅晓丽，姜传库，林涛，郝建兵，严蒙，张振鹏，杨忠玉，刘太峰，刘建国，汤亮，刘钊，王飞，
申请(专利权)人：中国建筑一局集团有限公司山东星河模板有限公司中央储备粮泰安直属库有限公司，
类型：发明
国别省市：