[发明专利]多刀盘顶管机的防干涉控制方法及装置

权利要求书

1.一种多刀盘顶管机的防干涉控制方法，其特征在于，包括：

获得多刀盘顶管机中各刀盘的位置角和转动速度；

将所述位置角和转动速度输入状态空间表达式模型，预测刀盘间的转动角度差；

根据所述转动角度差，确定期望输出序列；

根据转动角度差，期望输出序列和优化准则方程，进行多刀盘顶管机的防干涉控制。

2.如权利要求1所述的多刀盘顶管机的防干涉控制方法，其特征在于，所述状态空间表达式模型包括控制矩阵，状态矩阵，输出矩阵和前馈矩阵，所述状态矩阵和前馈矩阵为零方阵，所述输出矩阵为单位对角矩阵；

将所述位置角和转动速度输入状态空间表达式模型，预测刀盘间的转动角度差，包括：将将所述位置角和转动速度输入控制矩阵，得到角度差变化量；根据角度差变化量，状态矩阵，输出矩阵和前馈矩阵，预测刀盘间的转动角度差。

3.如权利要求1所述的多刀盘顶管机的防干涉控制方法，其特征在于，根据转动角度差，期望输出序列和优化准则方程，进行多刀盘顶管机的防干涉控制，包括：

将所述转动角度差和期望输出序列输入优化准则方程，确定使得代价函数最小的控制增量；

根据所述控制增量，进行多刀盘顶管机的防干涉控制。

4.如权利要求3所述的多刀盘顶管机的防干涉控制方法，其特征在于，所述优化准则方程为：

其中，J为代价函数，为第k个控制步内对未来第j步的转动角度差的预测值，w(k+j)为期望输出序列的未来第j步的预测值，λ(j)为第j步控制量权重，Δu为控制增量。

5.一种多刀盘顶管机的防干涉控制装置，其特征在于，包括：

获得模块，用于获得多刀盘顶管机中各刀盘的位置角和转动速度；

预测模块，用于将所述位置角和转动速度输入状态空间表达式模型，预测刀盘间的转动角度差；

序列确定模块，用于根据所述转动角度差，确定期望输出序列；

控制模块，用于根据转动角度差，期望输出序列和优化准则方程，进行多刀盘顶管机的防干涉控制。

6.如权利要求5所述的多刀盘顶管机的防干涉控制装置，其特征在于，所述状态空间表达式模型包括控制矩阵，状态矩阵，输出矩阵和前馈矩阵，所述状态矩阵和前馈矩阵为零方阵，所述输出矩阵为单位对角矩阵；

控制模块进一步用于：将将所述位置角和转动速度输入控制矩阵，得到角度差变化量；根据角度差变化量，状态矩阵，输出矩阵和前馈矩阵，预测刀盘间的转动角度差。

7.如权利要求5所述的多刀盘顶管机的防干涉控制装置，其特征在于，控制模块进一步用于：

将所述转动角度差和期望输出序列输入优化准则方程，确定使得代价函数最小的控制增量；

根据所述控制增量，进行多刀盘顶管机的防干涉控制。

8.如权利要求7所述的多刀盘顶管机的防干涉控制装置，其特征在于，所述优化准则方程为：

其中，J为代价函数，为第k个控制步内对未来第j步的转动角度差的预测值，w(k+j)为期望输出序列的未来第j步的预测值，λ(j)为第j步控制量权重，Δu为控制增量。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。