【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械控制领域。更具体地，本专利技术涉及一种微型顶管机的顶进速度控制方法及系统。
技术介绍
1、近年来，随着科学技术的全面且快速的发展，城市地铁的建设也随之展现出迅猛发展。由于城市密集度和地面上高层建筑物的不断增加，地面上可利用的空间呈现快速缩小的态势，因此考虑地下空间的利用成为当务之急，也是目前城市快速发展的首要任务。
2、而在地下空间建设中，微型顶管机可以在地下较难施工的地方完成车站、隧道的施工和维修工作；在矿山工作中，微型顶管机可用于支撑井壁的稳定以及铺设输送管道、电缆等设施。微型顶管机主要由旋转挖掘系统、主顶液压推进系统、泥土输送系统、注浆系统、测量设备、地面吊装设备和电气系统组成，对其顶进速度的控制即是对微型顶管机液压系统进行控制。
3、然而，传统的微型顶管机控制系统并未考虑内外部的复杂影响，对顶管机的顶进速度控制也只是单一的控制单元设定执行，当外部环境发生变化时，顶管机无法及时调整顶进速度，可能会导致顶管机超负荷，严重的会导致顶管机故障，极大影响施工安全和工程进展。
技术实现思路
1、为解决现有技术中微型顶管机顶进速度调整不智能导致顶管机故障的问题，本专利技术在如下的多个方面中提供方案。
2、在第一方面中，本专利技术提供一种微型顶管机的顶进速度控制方法，包括：采集第一数据和第二数据，其中，所述第一数据为当前时刻的微型顶管机负载、系统压力、液压泵功率，所述第二数据为微型顶管机当前时刻的顶进速度误差和速度误差变化率；根据所述第
3、上述方案结合神经网络与模糊控制器，神经网络可以及时预测微型顶管机的第三数据，再将预测的第三数据和采集的第二数据结合输入比例－积分－微分控制器中，可以及时控制微型顶管机调整下一时刻的顶进速度，不再依靠人工或简单的控制器，神经网络可以实现对顶进速度的智能调控，从而解决现有技术中微型顶管机顶进速度调整不智能导致故障的问题。
4、优选的，所述第三数据为下一时刻的微型顶管机负载、系统压力和液压泵功率；所述第四数据为微型顶管机的顶进速度误差的比例、积分、微分系数。
5、优选的，所述预先训练的神经网络模型，包括：采集第五数据，所述第五数据为以往多个时刻的微型顶管机负载、系统压力、液压泵功率以及对应的下一时刻的微型顶管机负载、系统压力、液压泵功率；对所述第五数据预处理，得到第六数据；利用所述第六数据训练卷积神经网络得到神经网络模型。
6、上述方案训练神经网络模型，可以高效准确地预测下一时刻的微型顶管机负载、系统压力、液压泵功率。
7、优选的，对所述第五数据预处理，包括：修正所述第五数据中的异常数据；使用小波变换对所述第五数据进行去噪。
8、上述方案通过对数据进行修正和去噪，可以降低异常数据或噪声数据对整个神经网络模型的影响。
9、优选的，所述结合所述第二数据和第三数据，利用模糊比例－积分－微分控制器得到第四数据，根据所述第四数据控制微型顶管机的顶进速度，包括：对所述第二数据模糊化、模糊推理和解模糊处理得到第一比例系数、第一积分系数和第一微分系数；结合第三数据、微型顶管机额定负载、额定系统压力、额定液压泵功率、第一比例系数、第一积分系数和第一微分系数计算得到第二比例系数、第二积分系数和第二微分系数；预设初始比例系数、初始积分系数和初始微分系数，并结合第二比例系数、第二积分系数和第二微分系数计算得到第四数据。
10、上述方案结合了神经网络模型得到的预测数据以及采集的第二数据，通过模糊比例－积分－微分控制器对其进行处理，可以得到更有效的第四数据，也即微型顶管机的顶进速度误差的比例、积分、微分系数。
11、优选的，所述根据所述第四数据控制微型顶管机的顶进速度，包括：根据所述第四数据调整主机变频器频率实现对微型顶管机顶进速度的控制。
12、上述方案通过第四数据调整主机变频器频率可以高精度快速响应，更及时的控制顶进速度。
13、优选的，根据所述第四数据调整主机变频器频率实现对微型顶管机顶进速度的控制，包括：主机变频器调整微型顶管机液压系统实现达到对顶管机顶进速度的控制。
14、在第二方面中，本专利技术还提供一种微型顶管机的顶进速度控制系统，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述一种微型顶管机的顶进速度控制方法。
15、本专利技术的有益效果在于：结合神经网络与模糊控制器，神经网络可以及时预测微型顶管机的第三数据，再将预测的第三数据和采集的第二数据结合输入比例－积分－微分控制器中，可以及时控制微型顶管机调整下一时刻的顶进速度，不再依靠人工或简单的控制器，神经网络可以实现对顶进速度的智能调控，从而解决现有技术中微型顶管机顶进速度调整不智能导致故障的问题。
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1.一种微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，所述预先训练的神经网络模型，包括：
4.根据权利要求3所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，对所述第五数据预处理，包括：
5.根据权利要求2所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，所述结合所述第二数据和第三数据，利用模糊比例－积分－微分控制器得到第四数据，根据所述第四数据控制微型顶管机的顶进速度，包括：
6.根据权利要求5所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，所述根据所述第四数据控制微型顶管机的顶进速度，包括：
7.根据权利要求6所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，根据所述第四数据调整主机变频器频率实现对微型顶管机顶进速度的控制，包括：主机变频器调整微型顶管机液压系统实现达到对微型顶管机顶进速度的控制。
8.一种微型顶管机的顶进速度控制系统，其特征在于，包括：存储
...【技术特征摘要】
1.一种微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，所述预先训练的神经网络模型，包括：
4.根据权利要求3所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，对所述第五数据预处理，包括：
5.根据权利要求2所述的微型顶管机的顶进速度控制方法，其特征在于，所述结合所述第二数据和第三数据，利用模糊比例－积分－微分控制器得到第四数据，根据所述第四数据控制微型顶管机的顶进速度，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：马光书，郑瑞铣，蓝静，郑斌，
申请(专利权)人：湖北金马塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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