[发明专利]一种塔吊的控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种塔吊的控制系统，其包括参数训练模块和轨迹控制模块；参数训练模块用于根据塔吊吊钩的预运动轨迹与规划轨迹之间的轨迹拟合度，自动调整初始PID参数，获得所述控制系统的调整后的PID参数，所述预运动轨迹为根据初始PID参数和规划轨迹控制塔吊吊钩向目标点运动时获取的运动轨迹；轨迹控制模块用于根据所述调整后的PID参数与所述规划轨迹，控制所述吊钩向目标点运动。本发明还相应地提供了一种塔吊的控制方法。本发明的技术方案实现塔吊的高精度运动控制，降低安全隐患，避免人工参与吊装作业，真正实现无人吊装。

技术领域

本发明涉及智慧建造领域，尤其涉及一种塔吊的控制系统及方法。

背景技术

行业内大部分的塔吊都是靠人在塔吊上就地手动操作，考虑到塔吊上高空作业的工人稀缺的问题，目前有部分厂家已经实现远程控制，与其说是远程控制，实际是远程操作，将塔机顶端的驾驶室操纵台通过通信手段移植到远端，然后在远端进行手动操作控制。但是这种远程操作方式都存在一定的弊端，也并没有改变原来的作业方式，还是需要塔司和信号工两种人员配合。

对于建筑施工方来说，当前最主要的矛盾是塔司工人稀缺，因此，在保障安全的条件下实现塔吊的自动控制，减少对塔司人员的需求，同时提高塔吊的作业效率，是各建筑施工方的核心诉求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种塔吊的控制系统及方法，该控制系统包括参数训练模块和轨迹控制模块；参数训练模块用于根据塔吊吊钩的预运动轨迹与规划轨迹之间的轨迹拟合度，自动调整初始PID参数，获得所述控制系统的调整后的PID参数，所述预运动轨迹为根据初始PID参数和规划轨迹控制塔吊吊钩向目标点运动时获取的运动轨迹；轨迹控制模块用于根据所述调整后的PID参数与所述规划轨迹，控制所述吊钩向目标点运动。本发明实施例的技术方案实现塔吊的高精度运动控制，降低安全隐患，避免人工参与吊装作业，真正实现无人吊装。

第一方面，本发明实施例提供了一种塔吊的控制系统，包括：参数训练模块和轨迹控制模块；所述参数训练模块用于根据塔吊吊钩的预运动轨迹与规划轨迹之间的轨迹拟合度，自动调整初始PID参数，获得所述控制系统的调整后的PID参数，所述预运动轨迹为根据所述初始PID参数和所述规划轨迹控制所述吊钩向目标点运动时获取的运动轨迹；所述轨迹控制模块用于根据所述调整后的PID参数与所述规划轨迹，控制所述吊钩向目标点运动。

由上，根据所述吊钩的预运动轨迹与规划轨迹之间的轨迹拟合度，自动调整初始PID参数，获得所述控制系统的调整后的PID参数，以及据所述初始PID参数或所述调整后的PID参数与所述规划轨迹，控制所述吊钩向目标点运动。本发明实施例的技术方案实现塔吊的高精度运动控制，降低安全隐患，避免人工参与吊装作业，真正实现无人吊装。

在第一方面的一种可能实施方式中，所述调整后的PID参数包括过程PID参数和减速PID参数；所述过程PID参数用于控制所述吊钩从第一规划轨迹点运动到倒数第n个规划轨迹点，所述减速PID参数用于控制所述吊钩从倒数第n个规划轨迹点运动到目标点且使所述吊钩到达目标点时的速度为0。在一些实施例中，第n个规划轨迹点为倒数第二个轨迹点。

由上，通过过程PID参数和减速PID参数控制塔吊吊钩运动到目标点且到达目标点时的速度为0。本发明实施例的技术方案实现塔吊的更高精度的运动控制，进一步降低安全隐患。

在第一方面的一种可能实施方式中，所述轨迹拟合度为所述规划轨迹与所述预运动轨迹在塔吊轴空间的坐标拟合度。

由上，轨迹拟合度为塔吊轴空间的坐标拟合度，使基于其生成的PID参数以更好控制塔吊各个轴的运动，从而更加精准控制吊钩运动。

在第一方面的一种可能实施方式中，获得所述坐标拟合度的流程包括：以塔吊一个轴的轴空间坐标为自变量，塔吊的其他轴的轴空间坐标为因变量，计算所述预运动轨迹与规划轨迹的因变量之间的拟合度。

由上，通过设定自变量和因变量解决了由离散数据组成的轨迹的轨迹拟合度问题。