[发明专利]面向智能塔吊起升运动状态的分阶段优化控制方法及装置

说明书

本申请涉及一种面向智能塔吊起升运动状态的分阶段优化控制方法及装置。其中，所述方法包括：采集塔吊机器人的运动状态；根据所述运动状态和规划路径，确定所述塔吊机器人所处的运动阶段；根据所述运动阶段，选用轨迹跟踪控制器包括的运动轨迹修正模型、能量优化模型和/或模型预测控制模型的轨迹跟踪控制策略控制所述塔吊机器人。本申请通过轨迹跟踪控制器实现对塔吊机器人运动过程的最佳控制，轨迹跟踪控制器在进行精确轨迹跟踪的同时能够实现鲁棒性、节能性和稳定性。

技术领域

本发明涉及智能塔吊技术领域，更为具体来说，本发明涉及一种面向智能塔吊起升运动状态的分阶段优化控制方法及装置。

背景技术

塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备。塔吊是通过一节一节的接长（简称“标准节”）吊起施工用的钢筋、木楞、混凝土和钢管等施工原材料的。

塔吊作为工地上一种必不可少的设备，其生产效能、操作简便、保养简单和运行可靠等方面均有所提高，但是塔机的运行技术并无根本性改变。塔机结构的运输与塔机搭建需要耗费大量的人力与时间成本，并且塔吊的工作位置几乎无法变动，这些问题的存在使得塔机作业具有一定的局限性。

发明内容

本申请实施例提供了一种面向智能塔吊起升运动状态的分阶段优化控制方法及装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面，本申请实施例提供了一种面向智能塔吊起升运动状态的分阶段优化控制方法，该方法包括：

采集塔吊机器人的运动状态；

根据所述运动状态和规划路径，确定所述塔吊机器人所处的运动阶段；

根据所述运动阶段，选用轨迹跟踪控制器包括的运动轨迹修正模型、能量优化模型和/或模型预测控制模型的轨迹跟踪控制策略控制所述塔吊机器人。

可选的，所述采集塔吊机器人的运动状态，包括：

采集塔吊机器人的实时位姿状态；

将所述实时位姿状态作为所述塔吊机器人的运动状态。

可选的，所述根据所述运动状态和规划路径，确定所述塔吊机器人所处的运动阶段，包括：

根据所述运动状态和所述规划路径中的预设运动状态，计算所述塔吊机器人的运动误差矢量；

根据所述运动误差矢量，确定所述塔吊机器人所处的运动阶段。

可选的，所述运动轨迹修正模型的建立过程为：

根据运行空间环境参数，形成所述塔吊机器人的理想运动轨迹；

在所述运动阶段内，设定所述理想运动轨迹与所述塔吊机器人的实际运行轨迹不一致时，提取所述塔吊机器人的运行控制参数。

可选的，所述能量优化模型的建立过程为：

在所述运动阶段内，根据所述理想运动轨迹，对所述实际运动轨迹进行最短路径优化、最佳运行速度优化和电机平稳运行优化操作，从而形成所述能量优化模型。

可选的，所述模型预测控制模型的建立过程为：

根据所述运动轨迹修正模型和所述能量优化模型的运行数据，总结所述塔吊机器人的控制规律；

通过机器学习方法优化所述控制规律，得到所述塔吊机器人的最快修正方式。

可选的，所述根据所述运动阶段，选用轨迹跟踪控制器包括的运动轨迹修正模型、能量优化模型和/或模型预测控制模型的轨迹跟踪控制策略控制所述塔吊机器人，包括：