[发明专利]多刀盘顶管机的防干涉控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种多刀盘顶管机的防干涉控制方法及装置，方法包括：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。本发明可以防止多刀盘顶管机干涉，避免安全隐患。

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，尤其涉及多刀盘顶管机的防干涉控制方法及装置。

背景技术

顶管机作为隧道掘进机的一种，在开挖面上布置了多个刀盘。在设计顶管时，尽量要提高开挖率，因此刀盘的开挖面经常重叠，如果为防止干涉需要采用刀盘前后布置，但该方式容易造成卡刀。同平面布置可以避免卡刀，在较硬地层和复杂地层适应性更好；同平面布置为了尽量提高开挖率，需要将刀盘条幅交错布置，即各刀盘的轨迹是有重叠的。然而刀盘轨迹重合在掘进中容易相互干涉甚至造成刀盘断裂，从而带来安全隐患。

因此，亟需一种可以克服上述问题的多刀盘顶管机的防干涉控制方案。

发明内容

本发明实施例提供一种多刀盘顶管机的防干涉控制方法，用以防止多刀盘顶管机干涉，避免安全隐患，该方法包括：

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。

本发明实施例提供一种多刀盘顶管机的防干涉控制装置，用以防止多刀盘顶管机干涉，避免安全隐患，该装置包括：

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。

本发明实施例还提供一种计算机设备，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，所述处理器执行所述多刀盘顶管机的防干涉控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述多刀盘顶管机的防干涉控制方法的计算机程序。

本发明实施例通过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。本发明实施例利用状态空间表达式模型进行刀盘间转动角度差预测，并利用优化准则方程进行控制增量优化，施加刀盘的速度补偿，从而保证刀盘不会干涉碰撞，避免安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中多刀盘顶管机的防干涉控制方法示意图；

图2为本发明实施例中多刀盘轨迹示意图；

图3为本发明实施例中多刀盘顶管机的防干涉控制装置结构图；

图4是本发明实施例的计算机设备结构示意图。