[发明专利]一种绞吸挖泥船单层多进尺自动挖泥控制方法

权利要求书

1.一种绞吸挖泥船单层多进尺自动挖泥控制方法，其特征在于，该方法首先根据一定工况，设定控制目标参数，在单层多进尺自动挖泥作业模式下通过联合控制绞刀、横移绞车、桥架绞车、钢桩台车和真空释放阀来实现挖泥船按施工工艺自动挖掘作业，从而实现目标参数自动、目标产量自动、最大产量自动和经济产量自动的挖泥疏浚；

所述单层多进尺自动挖泥作业模式为：在每个钢桩台车行程内，桥架绞刀自动下放到设定挖掘深度，横移绞车自动向左或向右摆动接近挖掘边线时减速且到边线后，钢桩台车自动按设定值步进，桥架绞刀下放深度保持不变，横移绞车自动回摆再进行反向疏浚，直至该层挖泥结束，横移绞车自动回中心线停止；

本控制方法针对主要疏浚控制对象分别建立子控制器，主要包括：横移自动控制器、绞刀转速自动控制器、桥架自动控制器、钢桩台车自动控制器、泥浆输送流速控制器和真空释放阀自动控制器；各子控制器之间通过共同涉及的控制参数相互影响；

所述横移自动控制器，通过实时计算绞刀偏移距离，当桥架绞刀摆动到边线时，自动控制横移绞车停止且自动回摆；其模型为：(1)当绞刀摆动接近边线时自动降低横移速度，绞刀到达边线时自动回摆开始反向挖泥；(2)在横移摆动挖泥过程中，当水下泵吸入真空或真空预报密度大于设定值时自动降低横移速度，反之增加横移速度；(3)当管路流速低于管路输送临界流速时降低横移速度，反之增加横移速度；

所述绞刀转速自动控制器，通过引入绞刀切片厚度即绞刀转速与横移速度比数学模型，获得绞刀转速与横移速度联动控制，实现绞刀转速自动控制，确保不同土质切削量与泵吸入量达到一种平衡；其模型为：(1)当横移速度低于某一设定低限值时，绞刀转速为某一设定低转速值；(2)当横移速度高于某一设定高限值时，绞刀转速为某一设定高转速值；(3)当横移速度介于低限值与高限值之间时，系统按设定的绞刀转速与横移速度比值，绞刀转速自动跟随横移速度变化，以获得最佳的绞刀切片厚度；

所述桥架自动控制器，包括绞刀深度偏差自动控制和台车进关桥架自动联动控制；其模型为：(1)当绞刀深度偏离设定偏差时，则自动控制桥架上升或下降，确保精确挖深；(2)当桥架绞刀摆动到达边线时，根据控制模式和设定的绞刀下放步距，桥架绞刀自动下放至设定深度；

所述钢桩台车自动控制器，在桥架横移摆动至边线时，自动控制钢桩台车按设定的行程进关；

所述泥浆输送流速控制器，当管路流速低于管路输送临界流速时，将向横移绞车自动控制器发出降速指令，当管路流速高于设定流速时，将向横移绞车自动控制器发出升速指令，确保管路输送浓度和流速稳定；

所述真空释放阀自动控制器，根据水下泵吸入真空自动控制真空释放阀的开或关；其模型为：当水下泵吸入真空高于设定值时，自动打开真空释放阀，并降低横移速度。

2.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船单层多进尺自动挖泥控制方法，其特征在于，控制过程中需要的主要信号有：横移速度信号、横移拉力信号、绞刀转速信号、绞刀扭矩信号、桥架深度信号、泵吸入真空信号、泵排出压力信号、泥泵转速信号、钢桩台车行程信号、泥浆浓度信号、水深信号、桥架距边线的距离信号和挖泥剖面信号；各个信号通过对应安装位置的传感器采集。

3.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船单层多进尺自动挖泥控制方法，其特征在于，还需要的控制状态及设定的控制目标参数包括自动挖泥工作模式状态、挖掘深度设定、切削厚度设定、横移加/减速率设定、横移速度设定、钢桩台车步进距离设定、是否启用同轨迹挖掘。