[发明专利]权重实时优化液压爬模爬升同步控制系统、方法

权利要求书

1.一种权重实时优化液压爬模爬升同步控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1，爬模机分段进行爬升控制；

S2，爬模机整体进行爬升控制，各架体之间采用相邻偏差耦合位移同步控制策略，并取同一架体内液压缸(2-1)平均位移做该爬模机的实际位移；

S3，多位移监测方法权重实时优化，将监测的各架体爬升位移同步误差作为输入量，各液压缸(2-1)液流压力和流量作为输出量，建立RBF神经网络预测模型；基于层次分析法采用配对比较的方法，对不同方法监测的重要程度作出判断，构建决策矩阵，决策矩阵的特征向量对应各方法的权重比，确定多位移监测方法的初始权重w_i；基于改进的鲸鱼WOA算法对进行权重的进一步优化，从而得到最优权重的近似解；

S4，基于改进的鲸鱼WOA算法对进行优化权重，令每个鲸鱼的位置代表一个权重的可行解，进行随机搜索最优权重，以及通过泡泡网觅食行为获得最优权重；

步骤S1中，所述爬模机分段进行爬升控制具体包括：

交叉耦合位移补偿控制对跟踪控制器输出控制量补偿；

位移误差定义为：

e_ij＝y_r-y_ij (1)

式中：e_ij表示第i个架体内第j个液压缸(2-1)的位移误差；其中i表示第i个架体，j表示该架体内第j个泵控缸系统；y_r表示液压缸(2-1)的参考位移信号；y_ij表示第i个架体内第j个液压缸(2-1)的实际位移；

交叉耦合位移补偿控制根据两液压缸(2-1)的同步误差信号进行补偿，同一架体内，同步误差定义为：

e_i1＝y_ij+1-y_ij  (2)

式中：e_i1表示第i个架体内两液压缸(2-1)同步误差；y_ij+1表示第i个架体内第j+1个液压缸(2-1)的实际位移；

交叉耦合位移补偿控制对跟踪控制器输出控制量补偿包括：

若e_i1≥0，则在第i个架体内，第j+1个液压缸(2-1)速度较快，应减小该液压缸(2-1)的控制量；因此给第j+1个液压缸(2-1)输出负的补偿控制信号，给第j个液压缸(2-1)输出正的补偿控制信号；实现降低第j+1个液压缸(2-1)的速度，提高第j个液压缸(2-1)速度的控制目标；

若e_i1≤0，则在第i个架体内，第j个液压缸(2-1)速度较快，应减小该液压缸(2-1)的控制量；因此给第j个液压缸(2-1)输出负的补偿控制信号，给第j+1个液压缸(2-1)输出正的补偿控制信号；实现降低第j个液压缸(2-1)的速度，提高第j+1个液压缸(2-1)速度的控制目标；

步骤S3中，基于改进的鲸鱼WOA算法对进行权重的进一步优化包括：改进的鲸鱼WOA算法为在鲸鱼WOA算法中加入混沌变异的特性，混沌方程如下：

式中：τ为混沌变量；当u介于3.56和4之间，使鲸鱼进入混沌的状态；

改进的鲸鱼WOA算法的具体步骤如下：

(1)将鲸鱼群中的鲸鱼全部映射到混沌方程的定义域(0，1)中，映射表达式为：

式中，x_r，x_max，x_min分别表示分别为鲸鱼种群中的任一鲸鱼、最大的鲸鱼和最小的鲸鱼的权重；

(2)将依次代入到式(6)中，得到一组混沌序列：

(3)将混沌序列映射到原鲸鱼群空间：

式中：i＝1，2，…，n；n为该鲸鱼群中鲸鱼个数，通过映射变为一组混沌变异的鲸鱼种群，最后将该鲸鱼种群替换原鲸鱼种群进行迭代寻优。