[发明专利]一种船用吊机的吊装控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种船用吊机的吊装控制系统及控制方法，船用吊机包括若干吊装驱动器；吊装控制系统包括数据采集模块获取被吊货物的实际吊装高度及实际吊装速度；计算模块计算被吊货物的预期吊装高度及预期吊装速度；并构建被吊货物的状态方程，得到被吊货物的吊装状态；然后使用ε‑greedy算法选择若干吊装驱动器中的一个吊装驱动器执行动作；执行模块用于驱动计算模块中选择的吊装驱动器进行动作执行，调整被吊货物的吊装状态。吊装控制系统具有自学习的功能，在不同海况下，选择价值最大的吊装状态调整执行动作，通过短时间内的迭代学习，获得伺服吊装的能力，并简化了多个驱动器控制逻辑和方法。

技术领域

本发明涉及船舶吊装，具体是涉及一种船用吊机的吊装控制系统及其控制方法。

背景技术

船舶吊机广泛应用于海洋科考船、散货船、特种船只等。主要用于遥控无人潜水器(ROV)的释放与回收、各类货物的装载卸载。普通吊机采用人工控制的方法，在遇到大风浪天气下，船舶摇晃会导致货物晃动，严重的导致货物撞击船舷侧或者吊机设备，造成经济损失和安全风险。

现有的一些智能吊装设备多采用常规PID算法以期望抵消货物的晃动和升沉运动，此算法需要针对不同的海况进行针对性调参，且调参过程复杂需要经验丰富的工程师登船辅助调参，需要消耗大量的人力物力。船舶吊机是十分复杂的机械结构，其有多个驱动器，如多个油缸和卷线装置，要求操作人员熟练操作多个驱动器以实现吊装，这就对操作人员的操作能力提出了较高的要求。

发明内容

发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种基于强化学习自动调整被吊货物吊装状态的船用吊机的吊装控制系统。

本发明还提供一种船用吊机吊装控制系统的控制方法。

技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种船用吊机的吊装控制系统，包括数据采集模块、计算模块、执行模块，船用吊机包括若干吊装驱动器；所述数据采集模块用于获取被吊货物的实际吊装高度及实际吊装速度；所述计算模块用于计算被吊货物的预期吊装高度及预期吊装速度；并根据被吊货物的实际吊装高度、实际吊装速度、预期吊装高度、预期吊装速度，构建被吊货物的状态方程，得到被吊货物的吊装状态；然后使用ε-greedy算法选择若干吊装驱动器中的一个吊装驱动器执行动作；所述执行模块用于驱动计算模块中选择的吊装驱动器进行动作执行，调整被吊货物的吊装状态。

进一步的，所述船用吊机包括前小梁、滑轮、平行臂、座体，所述平行臂一端与座体铰接，平行臂另一端与前小梁一端铰接，前小梁另一端设置滑轮；若干吊装驱动器包括主油压缸、副液压油缸、设置于座体上的绞轮，绞轮上缠绕吊线，且吊线一端与绞轮固定连接，吊线另一端通过滑轮导向，所述主油压缸一端与座体铰接，另一端与平行臂臂身铰接，所述副液压油缸一端与平行臂铰接，另一端与前小梁梁身铰接。

进一步的，所述船用吊机还包括力补偿装置，所述力补偿装置包括配重块、中心杆和弹簧，所述中心杆一端连接配重块，中心杆另一端与平行臂臂身铰接，配重块与平行臂分别位于座体两侧，且座体上固定设置限位块，中心杆穿过限位块；所述中心杆上套设弹簧，弹簧位于限位块和配重块之间。

进一步的，所述前小梁上设置双目摄像头，所述双目摄像头用于获取被吊货物的位置图像。

进一步的，所述平行臂包括上平行臂和下平行臂，上平行臂和下平行臂的延伸方向始终平行，所述上平行臂和下平行臂之间设置过线滑孔，所述吊线穿过过线滑孔。

本发明还采用一种船用吊机吊装控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：设定吊机工作状态；

步骤2：获取被吊货物的实际吊装高度及实际吊装速度；并计算此时被吊货物的预期吊装高度及预期吊装速度；

步骤3：根据被吊货物的实际吊装高度、实际吊装速度、预期吊装高度、预期吊装速度，构建被吊货物的状态方程，得到被吊货物的吊装状态；