[发明专利]一种基于自适应专家系统的真空浓度预估方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应专家系统的真空浓度预估方法，包括参数设定模块、测量模块、数据计算模块、工艺点采样模块、工艺点过滤模块、专家库模块、实时计算模块、输出模块以及集成控制系统，包括以下步骤（1）参数查阅、（2）数据测量、（3）数据计算、（4）工艺点采样、（5）工艺点过滤、（6）专家库更新、（7）实时计算并输出、（8）外部控制；可以实现多维存储、自动优化、动态建模、具有较高的自适应能力。

技术领域

本发明涉及一种预估方法，尤其涉及一种基于自适应专家系统的真空浓度预估方法。

背景技术

绞吸船施工的基本工作原理，是通过绞刀的转动切削松动泥层，再通过泥泵的转动产生真空，将泥浆吸入泥管，输送到岸端排放。绞刀切削的过程中，需要通过两台横移绞车带动绞刀做横向摆动，以保持持续的切削效果。

在绞吸船施工过程中，控制好挖掘浓度是一个关键因素。因为挖掘浓度过高会导致堵管，挖掘浓度过低又会导致施工效率低下。在绞吸挖泥船施工时，操作人员需要在控制系统中预先设定一个浓度值，然后调节横移绞车改变绞刀的横移速度，从而控制挖掘浓度尽可能地接近设定浓度。在浓度低于设定值时，提高横移速度，反之降低横移速度，以达到预期的挖掘浓度。因此，绞吸船施工需要准确获得绞刀的实时挖掘浓度。

然而绞吸船绞刀在水下作业，而浓度计一般安装在甲板上，距离绞刀头有大约20～50米的距离，泥浆流速一般在3～7m/s，这样一来，控制系统直接采集的浓度计浓度就存在较大的延时，不能直接反映绞刀的实时挖掘浓度。

为了解决这个问题，传统的做法是在绞刀头安装一个真空传感器，在软件中建立真空-浓度预估器，根据真空来推算实时挖掘浓度。基本原理是通过试验采样的方法，获得不同真空点对应的挖掘浓度，预先建立“真空-浓度对应关系表”，在施工过程中，软件通过查询“真空-浓度对应关系表”，计算绞刀的实时挖掘浓度。其优点是采样密度越高准确性较高，其缺点是这种关系必须对应某种特定土质，一旦土质发生变化，需要重新通过试验采样的方式建立“真空-浓度对应关系表”，对于多种土质混合的土质，会存在不同程度的误差，不能实现较高程度的自适应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是；为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种基于基于自适应专家系统的真空浓度预估方法，可以实现多维存储、自动优化、动态建模、具有较高的自适应能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是；一种基于自适应专家系统的真空浓度预估方法，包括参数设定模块、测量模块、数据计算模块、工艺点采样模块、工艺点过滤模块、专家库模块、实时计算模块、输出模块以及集成控制系统；其特征在于：

该方法包括如下步骤：

（1）参数查阅：工作人员通过查阅相关资料和相关数值计算，确定待挖掘地形土质信息、选用设备类型，同时将土质信息、设备类型输入至参数设定模块中；

（2）数据测量：测量模块通过绞刀头部安装的真空传感器实时测量绞刀的真空度，并记录各个绞刀真空度测量的时间标记，通过绞刀头附近安装的流速传感器检测泥浆流速，同时提前测量绞刀至绞刀头部安装的浓度计之间的距离，并将其实时反馈至数据计算模块中；

（3）数据计算：数据计算模块根据步骤（2）中实时反馈而来的绞刀真空度、泥浆流速、以及绞刀至浓度计之间的距离建立管路模型，并根据绞刀真空度测量时的时间标记，建立绞刀真空度与绞刀浓度的对应关系表，从而获得与绞刀真空度相对应的绞刀浓度；

（4）工艺点采样：将步骤（1）中得到的土质信息、设备类型输入工艺点采样模块中，并将步骤（3）中得到的绞刀真空度与绞刀浓度的对应关系表输入工艺点采样模块中，以形成动态多维工艺点矩阵模型；