【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及盾构，特别地涉及盾构推进系统油缸伸缩速度控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、随着地下空间的大规模开发，盾构法以其快速施工和高安全性等独特优势在隧道施工中广泛应用。然而，在盾构掘进过程中，由于围岩差异约束和盾构掘进参数设置不合理等因素的影响，盾构的掘进位姿难以精确控制，导致盾构掘进轨迹不可避免地偏离隧道设计轴线，形成蛇形运动，并引发一系列灾害。因此，在盾构掘进过程中，盾构掘进轨迹的跟踪效果一直是评价盾构隧道施工质量的重要指标。实现对盾构掘进位姿的精确控制，确保盾构能够准确跟踪隧道设计轴线，对于保障隧道工程质量和施工安全具有重要意义。
2、轨迹跟踪控制是指在获得机械臂的目标轨迹后，根据人工经验或某种控制理论，为系统设计一个控制输入，使机械臂在运动时能够精确地跟踪给定的期望轨迹。对于盾构机而言，盾构掘进轨迹跟踪控制是指在给定盾构机的目标位姿序列之后，通过控制盾构推进系统中各液压油缸执行器的动作行为，确保盾构机能够准确地跟踪目标位姿序列并前进。
3、目前盾构机掘进轨迹跟踪控制主要采用人工控制和自动控制两种方式，但这两种控制方式都是基于力控制实现的。其控制原理是，在盾构掘进过程中，通过盾构导向系统实时测量盾构的位姿，并与期望位姿进行比较。盾构司机或自动控制系统根据盾构导向系统反馈的位姿偏差，凭借经验或一定的控制算法调整盾构推进系统中不同分区液压油缸的油压，从而使液压油缸产生不同的行程差，实现对盾构位姿的调整，以较好地跟踪目标轨迹。
4、众所周知，液压系统的特
5、因此，本专利技术提供盾构推进系统油缸伸缩速度控制方案，以克服传统基于力控制目的实现盾构机掘进轨迹跟踪控制所存在的诸多不足。
技术实现思路
1、根据本专利技术的示例实施例，提供了一种盾构推进系统油缸伸缩速度控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
2、在本专利技术的第一方面中，提供了一种盾构推进系统油缸伸缩速度控制方法。该方法包括：获取当前时刻下油缸的目标行程和实际行程，目标行程基于对盾构推进系统进行逆运动学建模而得到；确定当前时刻下目标行程和实际行程的偏差值；以及基于偏差值生成偏差信号，用以控制盾构推进系统来调整伸缩速度。
3、在一些实施例中，获取当前时刻下油缸的目标行程和实际行程，目标行程基于对盾构推进系统进行逆运动学建模而得到可以包括：获取盾构跟踪目标位姿参数序列，盾构跟踪目标位姿参数序列与油缸的目标行程相关联；以及对盾构推进系统进行逆运动学建模，以得到盾构跟踪目标位姿参数序列时盾构推进系统各油缸的目标行程。
4、在一些实施例中，对盾构推进系统进行逆运动学建模，以得到盾构跟踪目标位姿参数序列时盾构推进系统各油缸的目标行程可以包括：基于盾构跟踪目标位姿参数序列确定盾构掘进目标位姿矩阵；基于盾构推进系统油缸分布形式确定油缸前后球铰位置矢量；以及基于盾构推进系统油缸前后球铰位置矢量和盾构位姿变换矩阵，建立盾构推进系统油缸行程求解模型。
5、在一些实施例中，获取当前时刻下油缸的目标行程和实际行程可以包括：通过位移传感器来实时测量盾构推进系统油缸的实际行程，位移传感器设置在油缸上。
6、在一些实施例中，基于偏差值生成偏差信号，用以控制盾构推进系统来调整伸缩速度可以包括：获取轨迹跟踪控制器；以及在轨迹跟踪控制器中输入偏差值以生成偏差信号，以控制盾构推进系统调速阀，从而调整伸缩速度。
7、在一些实施例中，获取轨迹跟踪控制器可以包括：基于pid控制算法来设计轨迹跟踪控制器，pid控制算法具有预定义控制量；利用轨迹跟踪控制器根据偏差信号计算得到控制量；以及将控制量传递给调速阀，以调整伸缩速度。
8、在一些实施例中，调速阀包括比例阀和伺服阀中的一者或多者，并且调速阀的数目和盾构推进系统油缸数目对应。
9、在本专利技术的第二方面中，一种盾构推进系统油缸伸缩速度控制装置。该装置包括：油缸行程获取模块，被配置为获取当前时刻下油缸的目标行程和实际行程，目标行程基于对盾构推进系统进行逆运动学建模而得到；行程偏差值确定模块，被配置为确定当前时刻下目标行程和实际行程的偏差值；以及油缸伸缩速度控制模块，被配置为基于偏差值生成偏差信号，用以控制盾构推进系统来调整伸缩速度。
10、在一些实施例中，油缸行程获取模块还可以被配置为：获取盾构跟踪目标位姿参数序列，盾构跟踪目标位姿参数序列与油缸的目标行程相关联；以及对盾构推进系统进行逆运动学建模，以得到盾构跟踪目标位姿参数序列时盾构推进系统各油缸的目标行程。
11、在一些实施例中，油缸行程获取模块还可以被配置为：基于盾构跟踪目标位姿参数序列确定盾构掘进目标位姿矩阵；基于盾构推进系统油缸分布形式确定油缸前后球铰位置矢量；以及基于盾构推进系统油缸前后球铰位置矢量和盾构位姿变换矩阵，建立盾构推进系统油缸行程求解模型。
12、在一些实施例中，油缸行程获取模块还可以被配置为：通过位移传感器来实时测量盾构推进系统油缸的实际行程，位移传感器设置在油缸上。
13、在一些实施例中，油缸伸缩速度控制模块还可以被配置为：获取轨迹跟踪控制器；以及在轨迹跟踪控制器中输入偏差值以生成偏差信号，以控制盾构推进系统调速阀，从而调整伸缩速度。
14、在一些实施例中，油缸伸缩速度控制模块还可以被配置为：基于pid控制算法来设计轨迹跟踪控制器，pid控制算法具有预定义控制量；利用轨迹跟踪控制器根据偏差信号计算得到控制量；以及将控制量传递给调速阀，以调整伸缩速度。
15、在一些实施例中，调速阀包括比例阀和伺服阀中的一者或多者，并且调速阀的数目和盾构推进系统油缸数目对应。
16、在本专利技术的第三方面中，提供了一种电子设备。该设备包括：一个或多个处理器；以及存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现根据本专利技术第一方面的方法。
17、在本专利技术的第四方面中，提供了一种计算机可读存储介质。该介质上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现根据本专利技术第一方面的方法。
18、在本专利技术的第五方面中，提供了一种计算机程序产品。该产品包括计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现根据本专利技术第一方面的方法。
19、应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本专利技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盾构推进系统油缸伸缩速度控制方法，其特征在于，包括：
2. 根据权利要求1所述的方法，获取当前时刻下所述油缸的目标行程和实际行程，所述目标行程基于对所述盾构推进系统进行逆运动学建模而得到包括：
3.根据权利要求2所述的方法，对所述盾构推进系统进行所述逆运动学建模，以得到所述盾构跟踪目标位姿参数序列时所述盾构推进系统各所述油缸的所述目标行程包括：
4.根据权利要求1所述的方法，获取当前时刻下所述油缸的目标行程和实际行程包括：
5. 根据权利要求1所述的方法，基于所述偏差值生成偏差信号，用以控制所述盾构推进系统来调整所述伸缩速度包括：
6.根据权利要求5所述的方法，获取轨迹跟踪控制器包括：
7.根据权利要求5或6所述的方法，所述调速阀包括比例阀和伺服阀中的一者或多者，并且所述调速阀的数目和所述盾构推进系统所述油缸数目对应。
8.一种盾构推进系统油缸伸缩速度控制装置，其特征在于，包括：
9. 一种电子设备，所述设备包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序
...【技术特征摘要】
1.一种盾构推进系统油缸伸缩速度控制方法，其特征在于，包括：
2. 根据权利要求1所述的方法，获取当前时刻下所述油缸的目标行程和实际行程，所述目标行程基于对所述盾构推进系统进行逆运动学建模而得到包括：
3.根据权利要求2所述的方法，对所述盾构推进系统进行所述逆运动学建模，以得到所述盾构跟踪目标位姿参数序列时所述盾构推进系统各所述油缸的所述目标行程包括：
4.根据权利要求1所述的方法，获取当前时刻下所述油缸的目标行程和实际行程包括：
5. 根据权利要求1所述的方法，基于所述偏差值...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩玉珍，王旭阳，张雷，聂小凡，何纪忠，张连卫，袁大军，金大龙，
申请(专利权)人：北京城建设计发展集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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