CN109183884A - 一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统 - Google Patents

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张善文
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/28—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for cleaning watercourses or other ways

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Abstract

本发明公开了一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统包括有主控制模块、效率协同优化模块、实时监控模块，主控制模块采用CAN总线和集中处理单元电控系统，结合清淤疏浚智能机器人运作方式，提高控制程序的适应性与准确性；效率协同优化模块参考各系统之间协调运作，研究驱动系统、清淤系统和自适应清淤精控系统之间的影响规律，通过三系统之间的影响规律，从而调整清淤疏浚智能机器人效率优化调控，实现三系统之间效率协同优化；研究全方位实时监控模块，结合传感器融合单元，通过基于模式识别的专家单元实现参变量的自适应调整、作业过程控制的自动优化及故障自诊断，建立其运行稳定性定量评估体系。

Description

一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统
技术领域
本发明涉及水体清淤技术领域，具体为一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统。
背景技术
我国水系发达，由于近些年经济发展迅速，沿河工业和生活污染物的排入导致河道水土流失和水体污染严重，据统计每年大约有14亿吨泥沙淤积在自然或人工水体中。另外，伴随着工业化的迅速发展，大量的工业废水和生活污水排入河道，泥沙的淤积和进入河流的污染物会使自然水体的自净功能严重减弱，重金属、有害颗粒物等在底泥中富集，污染物往往高出上覆水体几个数量级，引起水体富营养化或黑臭现象。
目前，在我国港口、航道、内河以及湖泊清淤工程中，主要是通过排干清淤、水下清淤等途径进行疏浚和清淤。其中，排干清淤是通过临时围堰施工排干河道中的流水后进行清淤工作；水下清淤是利用抓斗式或泵吸式清淤船进行河道清淤疏浚。
常规的河道清淤疏浚方法都存在一定的不足之处，主要表现为：（1）清淤船等清淤设备体积过大，不适合小型水域作业的要求，同时对环境适应性低；（2）清淤装置清淤过程流场较大，容易形成二次污染；（3）清淤船回转半径大，功能性单一；（4）清淤垂直精度、平面精度把控不精确；（5）智能清淤设备的模块化设计整体协同优化程度不高。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统。
本发明的技术方案是提供一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于，其包括：
主控制模块，包括有CAN总线和集中处理单元电控系统，结合清淤疏浚智能机器人运作方式，建立影响清淤疏浚效率和精度的多参数关联关系，提高控制程序的适应性与准确性；
效率协同优化模块，包括有驱动系统、清淤系统和自适应清淤精控系统，通过三系统之间的影响规律，从而调整清淤疏浚智能机器人效率优化调控，实现三系统之间效率协同优化；
实时监控模块，包括多传感器融合单元和基于模式识别的专家单元，用于机器人作业过程控制的自动优化及故障自诊断，通过多传感器融合单元且结合基于模式识别的专家单元实现参变量的自适应调整、作业过程控制的自动优化及故障自诊断，建立其运行稳定性定量评估体系。
进一步的，所述集中处理单元电控系统包括有信号接收平台、数据储存平台、命令控制模块和信息反馈模块。
进一步的，所述驱动系统包括驱动控制模块、驱动命令调整模块。
进一步的，所述清淤系统包括工作控制模块、工作命令调整模块。
进一步的，所述自适应清淤精控系统包括路径规划模块、路径多适应选择模块。
进一步的，所述基于模式识别的专家单元包括有参变量自适应调整模块、作业过程自动优化模块、故障自诊断模块。
本发明的有益效果是：本发明的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统包括有主控制模块、效率协同优化模块、实时监控模块，主控制模块采用CAN总线和集中处理单元电控系统，结合清淤疏浚智能机器人运作方式，建立影响清淤疏浚效率和精度的多参数关联关系，提高控制程序的适应性与准确性；效率协同优化模块参考各系统之间协调运作，研究驱动系统、清淤系统和自适应清淤精控系统之间的影响规律，通过三系统之间的影响规律，从而调整清淤疏浚智能机器人效率优化调控，实现三系统之间效率协同优化；研究全方位实时监控模块，结合传感器融合单元，通过基于模式识别的专家单元实现参变量的自适应调整、作业过程控制的自动优化及故障自诊断，建立其运行稳定性定量评估体系。
附图说明
图1是本发明的系统示意框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于，其包括：
主控制模块，包括有CAN总线和集中处理单元电控系统，结合清淤疏浚智能机器人运作方式，建立影响清淤疏浚效率和精度的多参数关联关系，提高控制程序的适应性与准确性；
效率协同优化模块，包括有驱动系统、清淤系统和自适应清淤精控系统，通过三系统之间的影响规律，从而调整清淤疏浚智能机器人效率优化调控，实现三系统之间效率协同优化；
实时监控模块，包括多传感器融合单元和基于模式识别的专家单元，用于机器人作业过程控制的自动优化及故障自诊断，通过多传感器融合单元且结合基于模式识别的专家单元实现参变量的自适应调整、作业过程控制的自动优化及故障自诊断，建立其运行稳定性定量评估体系。
本发明一个较佳实施例中，所述集中处理单元电控系统包括有信号接收平台、数据储存平台、命令控制模块和信息反馈模块；信号接收平台用于接受信号，数据储存平台用于储存接受到的信号数据，命令控制模块用于发送工作命令，信息反馈模块用于反馈实际工作中的作业状态。
本发明一个较佳实施例中，所述驱动系统包括驱动控制模块、驱动命令调整模块。
本发明一个较佳实施例中，所述清淤系统包括工作控制模块、工作命令调整模块。
本发明一个较佳实施例中，所述自适应清淤精控系统包括路径规划模块、路径多适应选择模块。
本发明一个较佳实施例中，所述基于模式识别的专家单元包括有参变量自适应调整模块、作业过程自动优化模块、故障自诊断模块。
本发明的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统包括有主控制模块、效率协同优化模块、实时监控模块，主控制模块采用CAN总线和集中处理单元电控系统，结合清淤疏浚智能机器人运作方式，建立影响清淤疏浚效率和精度的多参数关联关系，提高控制程序的适应性与准确性；效率协同优化模块参考各系统之间协调运作，研究驱动系统、清淤系统和自适应清淤精控系统之间的影响规律，通过三系统之间的影响规律，从而调整清淤疏浚智能机器人效率优化调控，实现三系统之间效率协同优化；研究全方位实时监控模块，结合传感器融合单元，通过基于模式识别的专家单元实现参变量的自适应调整、作业过程控制的自动优化及故障自诊断，建立其运行稳定性定量评估体系。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于，其包括：
主控制模块，包括有CAN总线和集中处理单元电控系统，结合清淤疏浚智能机器人运作方式，建立影响清淤疏浚效率和精度的多参数关联关系，提高控制程序的适应性与准确性；
效率协同优化模块，包括有驱动系统、清淤系统和自适应清淤精控系统，通过三系统之间的影响规律，从而调整清淤疏浚智能机器人效率优化调控，实现三系统之间效率协同优化；
实时监控模块，包括多传感器融合单元和基于模式识别的专家单元，用于机器人作业过程控制的自动优化及故障自诊断，通过多传感器融合单元且结合基于模式识别的专家单元实现参变量的自适应调整、作业过程控制的自动优化及故障自诊断，建立其运行稳定性定量评估体系。
2.根据权利要求1所述的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于：所述集中处理单元电控系统包括有信号接收平台、数据储存平台、命令控制模块和信息反馈模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于：所述驱动系统包括驱动控制模块、驱动命令调整模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于：所述清淤系统包括工作控制模块、工作命令调整模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于：所述自适应清淤精控系统包括路径规划模块、路径多适应选择模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于疏浚机器人的智能控制及效率协同优化系统，其特征在于：所述基于模式识别的专家单元包括有参变量自适应调整模块、作业过程自动优化模块、故障自诊断模块。
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