[发明专利]一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法

说明书

本发明提供了一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，基于吊挂看台和周边已安装结构的有限元模型，对监测点进行优化；并根据实际的位移量，计算理论空间坐标和实际空间坐标的差值，获取实际偏移量，进而对吊挂看台的三向位移进行调整和控制；本发明通过将吊挂看台及其周边结构进行网格化处理，并建立相关有限元模型，由此实现吊挂看台的数据化处理，其中对于监测点上传感器的布置，采用了三维曲面节点插值方法和二重结构编码遗传算法优化位移传感器布置点，可极大的减少传感器布置的数量且保证符合偏移量调整所需，进而确保调整精度和节省施工设备；提升过程中的实时监测和调整，可最大程度的保证吊挂看台拼装和提升后空间位置的准确性。

技术领域

本发明属于吊挂看台的定位施工领域，特别涉及一种吊挂看台的三向定位高精度控制方法。

背景技术

由于吊挂看台自身重量、体积较大，且受施工现场复杂环境因素影响，在安装过程中会存在阶段性偏差，吊挂看台拼装阶段偏差过大，其偏心作用也会增大，进而会降低结构的刚度和承载能力，另外一方面，在较大的偏心作用下，将会导致局部节点或主要受力构件出现裂缝、构件变形等问题，长期使用过程中裂缝宽度增大，更会导致钢筋的锈蚀、缩短结构的使用年限，因而，对吊挂看台吊装过程中的定位精度控制进行研究具有重要的工程意义。

传统的吊挂看台拼接过程中定位精度控制方法主要是采用人工量尺、经纬仪、全站仪等设备进行自主标定施工，但这些方法由于人为主观因素较大，且施工现场容易受光线、粉尘等因素影响下，导致其所能测得的精度范围受限，且上述方法只能在看台吊装至目标范围附近时，并保持绝对静止时才能获取精确的观测值，实际应用中不仅需要较大的机械消耗，同时容易产生测量偏差。另外，由于吊挂看台的施工过程需要时间较长，通常无法一次性吊装到位，无法实现实时的自动测量测点的偏移量，也无法实现实时的三向精度控制，因此，需要提供一种可通过智能计算并实时高精度调整控制的用于吊挂看台的三向定位方法。

发明内容

本发明提出一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，用以解决吊挂看台在拼装、提升时的三向定位以及位置调整纠偏等技术问题，具体技术方案如下：

一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，包括以下步骤：

步骤一、根据吊挂看台和周边已安装结构的结构图、建立吊挂看台和已安装结构的有限元模型，并进一步开展有限元分析，其中建立有限元模型时需将吊挂看台和安装结构分割成有限单元，进行网格化处理，并结合已安装既有结构受力状况，分析吊挂看台的初始受力状态；

步骤二、在吊挂看台网格化单元的节点上布置监测点，并基于吊挂看台的初始受力状态，采用三维曲面节点插值方法和二重结构编码遗传算法优化位移传感器布置点；根据已安装结构有限元模型的初始受力状态，采用有效独立算法优化应力传感器和应变传感器的布置位置；

步骤三、根据已安装结构的传感器优化布置结果，进一步标定吊挂看台上位移传感器的初始空间坐标，安装并标定倒链的初始受力状态；基于吊挂看台结构的初始受力和空间位移的有限元分析结果设计理论提升点，并记录理论提升点空间坐标，进行分阶段提升；

步骤四、在提升至各理论提升点过程中，吊挂看台的位移传感器实时采集数据，并计算提升至理论提升点时的位移量与传感器初始空间坐标之和，获得位移传感器的当前实际空间坐标，根据位移传感器的理论空间坐标和实际空间坐标的差值，进一步获取实际偏移量；

步骤五、将实际偏移量作为外荷载带入吊挂看台有限元模型中，并提取吊挂看台吊点处的三向反力；将提取的吊点反力输出至中央控制器，中央控制器指挥控制机构调整倒链施加至吊挂看台上，由此完成实际偏移量的三向调整。

进一步的，对于步骤一中建立吊挂看台的有限元模型，在考虑外界条件、结构自重等情况下进行静态变形分析，由此获取有限元模型的位移等值线分布情况，再根据区域梯度理论，将结构划分为若干区域，其中等值线密集的区域表明其梯度大，位移变化速率大，则配置相应的测点数目。