[发明专利]一种开沟铺管机作业功率自适应控制方法及系统

权利要求书

1.一种开沟铺管机作业功率自适应控制方法，其特征在于，包括：

步骤100，根据施工要求确定开沟铺管机的开沟坡降和开沟深度；

步骤200，建立神经网络模型，在给定开沟深度条件下，检测刀链回转速度和开沟铺管机前进速度与挖掘功率，并不断改变开沟深度、刀链回转速度和开沟铺管机前进速度，检测相应的挖掘功率，综合一定数量的检测数据，利用神经网络算法建立开沟深度、刀链回转速度和开沟铺管机前进速度与挖掘功率关系模型；

步骤300，运用遗传算法寻优，在开沟深度线性变化条件下，确定以最大程度逼近给定期望挖掘功率的刀链回转速度和开沟铺管机前进速度的匹配值，按开沟铺管机前进速度优先原则取其中一组最优值；

步骤400，按最优匹配值控制刀链回转速度和开沟铺管机前进速度。

2.如权利要求1所述的作业功率自适应控制方法，其特征在于，所述步骤100还包括：

步骤110，使用激光发射器作为光源用于向激光接收器提供设定坡降的参考激光平面；所述激光接收器用于测量自身相对激光平面所在的高低位置，并将高程信号发送至所述数据处理与控制中心。

3.如权利要求2所述的作业功率自适应控制方法，其特征在于，所述步骤110还包括：

步骤111，获取当前开沟臂的姿态信息；

步骤112，将控制信息传送给动力传动轴和行走驱动马达；

步骤113，动力传动轴运动关联刀链回转速度与作业功率，获取动力传动轴的转速以及扭矩信息，动力传动轴的输入转速由液压调速装置调整；

步骤114，行走驱动马达运动关联开沟铺管机前进速度，获取前进速度信息；

步骤115，将动力传动轴的转速以及扭矩信息通过无线传输装置传送至数据处理与控制中心，同时将前进速度信息传送至数据处理与控制中心。

4.如权利要求1所述的作业功率自适应控制方法，其特征在于，所述步骤200还包括：

步骤210，对神经网络进行选择与设计，形成神经网络结构；

步骤220，形成所述神经网络的训练样本集；

步骤230，对神经网络进行训练。

5.如权利要求1所述的作业功率自适应控制方法，其特征在于，步骤300还包括：

步骤310，进行染色体的编码、解码方法的运算；

步骤320，建立目标函数；

步骤330，进行适应度函数的设计；

步骤340，进行选择、交叉和变异算子的设计。

6.一种开沟铺管机作业功率自适应控制系统，其特征在于，包括：

激光系统，用于按照施工要求向开沟铺管机提供开沟坡降参考面和开沟深度监测；

数据处理与控制中心，用于信号采集，数据计算，控制算法等，并对驱动马达和深度调节液压缸发出控制信号；

神经网络模块，用于建立神经网络模型，在给定开沟深度条件下，检测刀链回转速度和开沟铺管机前进速度与挖掘功率，并不断改变开沟深度、刀链回转速度和开沟铺管机前进速度，检测相应的挖掘功率，综合一定数量的检测数据，利用神经网络算法建立开沟深度、刀链回转速度和开沟铺管机前进速度与挖掘功率关系模型；

遗传算法模块，用于运用遗传算法寻优，在开沟深度线性变化条件下，确定以最大程度逼近给定期望挖掘功率的刀链回转速度和开沟铺管机前进速度的匹配值，按开沟铺管机前进速度优先原则取其中一组最优值；按最优匹配值控制刀链回转速度和开沟铺管机前进速度。

7.如权利要求6所述的作业功率自适应控制系统，其特征在于，所述激光系统还用于使用激光发射器作为光源用于向激光接收器提供设定坡降的参考激光平面；所述激光接收器用于测量自身相对激光平面所在的高低位置，并将高程信号发送至所述数据处理与控制中心。

8.如权利要求6所述的作业功率自适应控制系统，其特征在于，还包括：

倾角传感器，用于测量当前开沟臂的姿态信息；

控制驱动模块，用于将控制信息传送给动力传动轴和行走驱动马达；

转速和扭矩传感器，用于获取动力传动轴的转速以及扭矩信息；

测速传感器，用于获取开沟铺管机前进速度信息；

无线接收模块，用于向数据处理与控制中心实时传输动力传动轴的转速以及扭矩信息。