CN110362872A - 一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法

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。

进一步的，对于步骤二中三维曲面节点插值方法，假定变形后的三维曲面仍是连续、光滑的曲面，根据位能最小原理，利用有限已知点的位移值来插值出剩余节点的位移变形量。

三维超曲样条函数表示为：

式中，W(x,y,z)为节点的属性值，包括位移、应变、应力等；a₀,a₁,a₂,a₃,a₄,F_i,其中，i＝(1,2,...,n)为待定系数；

其中r_i ²＝(x-x_i)²+(y-y_i)²+(z-z_i)²；ε为调节曲面率大小的经验参数。

进一步的，所述插值遵循以下原则，1)选取位移最大等值线的节点以及其附近的节点作为初始值，直至插值完成所有节点位移量；2)选取位移最小等值线的节点以及其附近的节点作为初始值，直至插值完成所有节点位移量；3)选取中间位移大小的等值线节点以及附近节点作为初始值，并逐渐向两边同时进行插值，直至插值完成所有节点位移量；

分别按1)、2)和3)进行插值，直至所有节点位移均通过插值获取，然后再取三者插值结果的平均值作为最终获取的位移量，保证插值过程中位移的精确性。

进一步的，采用差和平均误差最小法建立适应度函数，通过适应度函数大小对未布置测点的估计值与实际值的误差进行判定，其中未布置测点为应用三维曲面节点插值方法得出的三维测点组合配置方案中的测点；

适应度函数表达如下：

式中，F₁、F₂、F_n分别为第1、2、n-1次插值时的适应度函数，分别为第1、2、n次插值中的节点计算分析位移向量，其中包含p₁、p₂、p_n个节点的测量值和由这p₁、p₂、p_n个节点通过三维超曲面样条函数插值所得出的p₁-p、p₂-p₁、p_n-p_n-1个节点估计值；为实际测量的节点变形位移量，p、p₁、p₂、p_n为初始已知测点数和第1、2、n次插值中的测点数量。

进一步的，应用适应度函数时，将吊挂看台的三维结构划分为N个节点，当利用p个初始测点位移变形量插值获取其附近的节点位移变形量，再利用当前已获取的测点位移变形量作为已知数据，逐渐扩大直到结构边界点的位移变形量被插值得到；同时，不断更新适应度函数，更新后的适应度函数包含了初始测点和已通过插值求出的节点位移变形量，此时p更新为p_n，其中p_n包含了初始测点和已通过插值获取的节点总数。

进一步的，基于已获取的N个节点的位移量，选取其中i个作为传感器配置测点，采用二重结构编码遗传算法，计算出适应度函数值趋近于0的测点组合，从而求解出最优的测点组合，并得出插值计算出的未布置测点的估计值。

进一步的，假设优化目标目为S，则按遗传算法更新至S，并进行相应的评价，同样，更新完成后，优化目标设置为S+1，直至更新目标达到自由度上限值n。

具体算法步骤如下：

①定义优化目标为S；

②假定有限元模型中节点i为传感器测点配置的考虑位置，当节点i基因值为1时，则将传感器测点布置在第i个节点，当节点i基因值为0时，则第i个节点不布置测点；

③二重结构编码中个体染色体表示的二重结构由变码量和附加码两行组成，上行s(i)表示变量xi的附加码为si＝j，下行为变量xs(i)对应于附加码s(i)的值；

④对某个个体编码时，首先在上行随机产生附加码{s(i),(i＝1,2,...,m×n×s)}，然后随机产生下行的变码值(0或1)，由此构成个体的二重结构编码。

进一步的，当优化完成后，更新优化目标为i+1，再采用二重结构编码算法进行优化，获取最优测点组合，直至优化目标达到N，根据N-i次优化结果，选取适应度函数值最小的结果作为传感器布置测点。

进一步的，根据吊挂看台的位移传感器监测点优化布置结果，在每个优化后的监测点上沿三个方向分别布设位移传感器；通过新的实际空间坐标与理论空间坐标的差值获得偏移量，并判断偏移量是否小于偏移量阈值，当偏移量小于偏移量阈值时，则进行下一理论提升点的提升；当偏移量大于等于偏移量阈值时，则通过倒链进行调整。

本发明具有以下有益效果：

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，再结合吊挂看台的初始空间坐标和初始受力状态进行监测点的布置，可为下一阶段吊挂看台的提升打下数据基础，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，并对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布置位置，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；由吊挂看台提升后的空间坐标与提升前的空间坐标进行对比计算，进一步确定偏移量和补偿量，并由中央控制器指挥控制机构调整倒链施加至吊挂看台上，可精确完成吊挂看台在拼装提升时的三向位移量调整。本发明将吊挂看台模型化处理，并通过优化后传感器布置和中央控制器，进行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，节省监测点传感器的布置，以及发生位移偏转后调整的精度要求。

附图说明

图1是吊挂看台及场馆连接结构框架示意图；

图2是吊挂看台软件模拟示意图；

图3是位移传感器优化前布置示意图；

图4是位移传感器优化后布置示意图；

图5是应力和应变传感器优化前布置示意图；

图6是应力和应变传感器优化后布置示意图；

图7是吊挂看台提升路线示意图。

附图标记：1-吊挂看台、2-场馆框架结构、3-连梁、4-位移传感器、5-应力传感器、6-应变传感器、7-提升点、8-提升路线。

具体实施方式

本实施例以吊挂看台1存在周边已安装场馆框架结构为例，本吊挂看台1为椭圆形，总面积27.9万m²，为满足多种使用功能需要，采用大跨度屋盖。吊挂看台1和场馆框架结构主体平面结构呈椭圆形，采用钢筋混泥土框架结构体系。固定屋盖平面形状为圆角矩形接近椭圆形，整体采用双向交叉平面钢桁架结构，短边跨度为109.2m，有四榀桁架贯穿其中，

长边跨度为126m，有六榀桁架贯穿其中，四角部位为肋环形布置，共设置8处临时支撑，屋盖整体支承于下部型钢混凝土柱顶，桁架结构高度(上、下弦杆轴线间距)5.77～8.717m。其中桁架上弦杆采用方钢管，其他杆件均采用H型钢，节点采用相贯焊接节点。

结合图1至图7，进一步说明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、如图1根据吊挂看台1和周边已安装场馆框架结构2的结构图、基于迈达斯(MIDAS)软件，建立吊挂看台1和已安装结构的有限元模型，结构构件采用梁单元来模拟，支座处的约束条件采用节点弹性连接，其中钢材弹性模量取为206000MPa，泊松比取为0.3，吊挂看台1的有限元模型如图2所示；

进一步，完成整体的有限元模型并选取在多种外界因素作用下进行拟静力分析，其中，对于的荷载选取：在有限元分析中不仅要考虑结构自重、外荷载，还需综合考虑施工现场实际状况如：制作偏差、天气等环境因素，比如说雨天的情况下，构件上表面容易积水，可通过在有限元分析中加入一个估计值，这个估计值能近似代表雨水的重量来模拟环境因素，或引入相关规范中对应的风荷载、雪荷载等荷载值，因此加载阶段采用均布荷载的方法来模拟；对于边界条件的设置：将吊挂看台1作为刚体，对吊挂看台1底端设置为无约束，吊挂看台1顶端作用拉力，拉力大于吊挂看台1重量；

最终开展结果分析：对于整体结构中腹杆的偏心受力和受弯作用会使斜腹杆腹板和翼缘板的受力产生差异，因此在同类型结构卸载过程的腹杆监测中，应以腹板监测为主，翼缘监测为辅；下弦杆最外侧受力普遍较小，卸载过程中应力变化规律并不明显，因此在同类型支架卸载过程中可减少最外侧的测点布设，从而达到节约经济的目的。

步骤二、在吊挂看台1网格化单元的节点上布置监测点，并基于吊挂看台1的初始受力状态，如图3和图4，选取了吊挂看台1和场馆框架结构2四分之一的结构范围，其中吊挂看台1和场馆框架结构2间由连梁3焊接相连，根据场馆框架结构2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5和应变传感器6布置位置，其中应力传感器5和应变传感器6只是作为监测吊挂看台1和场馆框架结构2的应力和应变的状态监测；

如图5和图6所示，选取了吊挂看台1四分之一的结构范围，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4布置点，其中，由于待提升结构为大跨空间钢结构，且构件在吊装过程中吊装速度较慢，可近似作为静力、线弹性的提升过程，因此采用三维曲面节点插值以及二重结构编码优化位移传感器4布设位置，所述位移传感器4优化步骤具体包括：

S1：测点的初步选取

建立吊挂看台1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；根据分析结果，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，等值线密集的区域说明其梯度大，位移变化速率大，需要配置的测点数目多。

其中，吊挂看台1划分网格后节点总数为N个，已知位移区域包括K个测点，分别提取K个测点的x、y、z方向变形值，应用区度理论，通过三维超曲面样条函数插值获取N-K个节点位移。

S2：估计未配置测点的响应值

假定变形后的三维曲面仍是连续、光滑的曲面，根据位能最小原理，利用有限已知点的位移值来插值出剩余节点的位移变形量。

三维超曲样条函数表示为：

式中，W(x,y,z)为节点的属性值，包括位移、应变、应力等；a₀,a₁,a₂,a₃,a₄,F_i,其中，i＝(1,2,...,n)为待定系数；其中r_i ²＝(x-x_i)²+(y-y_i)²+(z-z_i)²；ε为调节曲面率大小的经验参数，对有奇异性的曲面取ε＝10^-5～10^-6。

其中：

式中：c_j＝16πD/k_j。k_j是关于点j的弹性常数，若k_j→∞，则c_j→0；为求出超曲面样条函数在已知点与原始数据吻合程度，取c_j＝0，则上述可表达为矩阵形式：

AX＝B (3)

式中，各项表示如下：

X＝(F₁,F₂,...,F_n,a₀,a₁,a₂,a₃)^T (5)

B＝(w₁,w₂,...,w_n,0,0,0,0)^T (6)

其中：

使用Householder变换解此方程组，求出待定系数后，只需将所需的未布置节点的位置坐标(x,y,z)带入上式中，再可利用超曲面样条函数插值估计未布置测点的节点变形位移值。

然后按以下原则进行插值：

①选取位移最大等值线的节点以及其附近的节点作为初始值，直至插值完成所有节点位移量；

②选取位移最小等值线的节点以及其附近的节点作为初始值，直至插值完成所有节点位移量；

③选取中间位移大小的等值线节点以及附近节点作为初始值，并逐渐向两边同时进行插值，直至插值完成所有节点位移量。

分别按①-③进行插值，直至所有节点位移均通过插值获取，然后再取三者插值结果的平均值作为最终获取的位移量，保证插值过程中位移的精确性。

S3：采用差和平均误差最小法建立适应度函数，通过适应度函数大小对三维测点组合配置方案中未布置测点的估计值与实际值的误差进行判定。

假定三维结构划分为N个节点，当利用p个初始测点位移变形量插值获取其附近的节点位移变形量时，再利用当前已获取的测点位移变形量作为已知数据，逐渐扩大信息范围，增强先验认知，直到结构边界点的位移变形量被插值得到；同时，不断更新适应度函数更新后的适应度函数包含了初始测点和已通过插值求出的节点位移变形量，此时p更新为p_n，p_n包含了初始测点以及已通过插值获取的节点总数。

适应度函数表达如下：

式中，F₁、F₂、F_n分别为第1、2、n-1次插值时的适应度函数，分别为第1、2、n次插值中的节点计算分析位移向量，其中包含p₁、p₂、p_n个节点的测量值和由这p₁、p₂、p_n个节点通过三维超曲面样条函数插值所得出的p₁-p、p₂-p₁、p_n-p_n-1个节点估计值；为实际测量的节点变形位移量，p、p₁、p₂、p_n为初始已知测点数和第1、2、n次插值中的测点数量；此适应度函数数值就反映了通过插值计算的节点变形位移量u_a和实测的节点变形位移量u_b的相似程度，若F→0，说明三维测点插值计算的节点变形位移量u_a和实测的节点变形位移量u_b完全相似；选取使适应度函数值尽可能趋近于0的测点组合即插值计算出的未布置测点的估计值和实测值之间误差最小作为最优的测点配置方案。

基于已获取的N个节点的位移量，选取其中i个作为传感器配置测点，采用二重结构编码遗传算法，计算出适应度函数值趋近于0的测点组合，从而求解出最优的测点组合；当优化完成后，更新优化目标为i+1，再采用二重结构编码算法进行优化，获取最优测点组合，直至优化目标达到N；根据N-i次优化结果，选取适应度函数值最大的结果作为传感器布置测点。

所述二重结构编码遗传算法求解步骤如下：

假设优化目标目为S，则按遗传算法更新至S，并进行相应的评价，同样，更新完成后，优化目标设置为S+1，直至更新目标达到自由度上限值n。

具体算法步骤如下：

①定义优化目标为S。

②假定有限元模型中节点i为传感器测点配置的考虑位置，当节点i基因值为1时，则将传感器测点布置在第i个节点，当节点i基因值为0时，则第i个节点不布置测点。

③二重结构编码中个体染色体表示的二重结构由变码量和附加码两行组成，上行s(i)表示变量x_i的附加码为s(i)＝j，下行为变量x_S(i)对应于附加码s(i)的值。

④对某个个体编码时，首先在上行随机产生附加码{s(i),(i＝1,2,...,m×n×s)}，然后随机产生下行的变码值0或1，这样构成一个个体的二重结构编码。

步骤三、根据场馆框架结构2的应力传感器5和应变传感器6优化布置结果，进一步标定吊挂看台1位移传感器4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1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7和提升路线8，并记录理论提升点7空间坐标，进行分阶段提升；

其中，如图7所示，根据吊挂看台1和场馆框架结构2的有限元分析，预先设定理论提升线路，此处给出一个提升点7在七处的提升位置和吊提升路线8，整条线路上设定的点，间距设置足够小，从初始点提升到下一个提升点7只有0.1cm，只需要0.1s。

根据吊挂看台1的位移传感器4优化布置结果，在每个优化后的位移监测点上沿三个方向分别布设位移传感器4；并选取最大应力或变形处设置吊点并安装倒链，每个倒链布置点上布置三条倒链，每条倒链各控制一个方向的位移量。

步骤四、在提升至各理论提升点7过程中，吊挂看台1的位移传感器4实时采集数据，并计算提升至理论提升点7时的位移量与位移传感器4初始空间坐标之和，获得位移传感器4的当前实际空间坐标，根据位移传感器4的理论空间坐标和实际空间坐标的差值，从而获取实际偏移量；

其中，位移传感器4实时采集数据的过程如下：

1)开始从初始点进行起吊，传感器初始空间坐标定义为x₀，y₀，z₀，假如提升到1点，读取位移传感器4实际采集的位移量为a，b，c,其中a，b，c可能为负值。

2)计算1点的实际坐标：

x₁＝x₀±a，y₁＝y₀±b,z₁＝z₀±c (12)

3)计算对应a，b，c实际偏移量c，d，e

c＝x₁-x’₁,d＝y₁-y’₁,e＝z1-z’₁ (13)

其中，x’₁，y’₁，z’₁为设计坐标值

步骤五、将实际偏移量作为外荷载带入吊挂看台1有限元模型中，并提取吊挂看台1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1上，由此完成实际偏移量的三向调整。

其中，根据步骤四中计算的偏移量，进行如下步骤

1)将c，d，e作为外荷载带入吊挂看台1有限元模型中计算结构响应，并提取各个吊点处的三向反力F1、F2、F3。

2)将F1、F2、F3传输到中央控制器，通过中央控制器进行计算相应的控制力，对倒链进行施加相应的控制力。

3)假如倒链施加力后，从位移传感器4重新采集新的位移量为f，g，h。

4)重新计算1点的实际坐标:

x_1,new＝x₁±f，y_1,new＝y₁±g，z_1,new＝z₁±h (14)

5)验算偏移调整是否有效：

Δx＝X_1,new-x’₁，Δy＝y_1,new-y’₁，Δz＝z_1,new-z’₁ (15)

6)假如Δx→0，Δy→0，Δz→0则完成此次调整，表明调整已达到理论效果。

7)如果Δx≠0，Δy≠0，Δz≠0，重新计算位移传感器4采集后的偏移量，并再次验证调整后的新坐标，直到满足理论坐标值。

8)如果满足条件6)，则进入下一步提升，即提升至第二点，再次重复1)-7)，直至完成吊装。

Claims (10)

1.一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据吊挂看台(1)和周边已安装结构的结构图、建立吊挂看台(1)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(1)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的受力状况，分析吊挂看台(1)的初始受力状态；

步骤二、在吊挂看台(1)网格化单元的节点上布置监测点，并基于吊挂看台(1)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(4)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(5)和应变传感器(6)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(1)上位移传感器(4)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(1)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(7)，并记录理论提升点(7)空间坐标，进行分阶段提升；

步骤四、在提升至各理论提升点(7)过程中，吊挂看台(1)的位移传感器(4)实时采集数据，并计算提升至理论提升点(7)时的位移量与传感器初始空间坐标之和，获得位移传感器(4)的当前实际空间坐标，根据位移传感器(4)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(1)有限元模型中，并提取吊挂看台(1)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(1)上，由此完成实际偏移量的三向调整。

2.根据权利要求1中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：对于步骤一中建立吊挂看台(1)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。

3.根据权利要求1中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：对于步骤二中三维曲面节点插值方法，假定变形后的三维曲面仍是连续、光滑的曲面，根据位能最小原理，利用有限已知点的位移值来插值出剩余节点的位移变形量；

三维超曲样条函数表示为：

式中，W(x,y,z)为节点的属性值，包括位移、应变、应力等；a₀,a₁,a₂,a₃,a₄,F_i,其中，i＝(1,2,...,n)为待定系数；

其中r_i ²＝(x-x_i)²+(y-y_i)²+(z-z_i)²；ε为调节曲面率大小的经验参数。

4.根据权利要求3中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：所述插值分别遵循以下原则，1)选取位移最大等值线的节点以及其附近的节点作为初始值，直至插值完成所有节点位移量；2)选取位移最小等值线的节点以及其附近的节点作为初始值，直至插值完成所有节点位移量；3)选取中间位移大小的等值线节点以及附近节点作为初始值，并逐渐向两边同时进行插值，直至插值完成所有节点位移量；

分别按1)、2)和3)进行插值，直至所有节点位移均通过插值获取，然后再取三者插值结果的平均值作为最终获取的位移量。

5.根据权利要求3或4中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：采用差和平均误差最小法建立适应度函数，通过适应度函数大小对未布置测点的估计值与实际值的误差进行判定，其中未布置测点为应用三维曲面节点插值方法得出的三维测点组合配置方案中的测点；

适应度函数表达如下：

式中，F₁、F₂、F_n分别为第1、2、n-1次插值时的适应度函数，分别第1、2、n次插值中的节点计算分析位移向量，其中包含p₁、p₂、p_n个节点的测量值和由这p₁、p₂、p_n个节点通过三维超曲面样条函数插值所得出的p₁-p、p₂-p₁、p_n-p_n-1个节点估计值；为实际测量的节点变形位移量，p、p₁、p₂、p_n为初始已知测点数和第1、2、n次插值中的测点数量。

6.根据权利要求5中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：应用适应度函数时，将吊挂看台(1)的三维结构划分为N个节点，当利用p个初始测点位移变形量插值获取其附近的节点位移变形量，再利用当前已获取的测点位移变形量作为已知数据，逐渐扩大直到结构边界点的位移变形量被插值得到；同时，不断更新适应度函数，更新后的适应度函数包含了初始测点和已通过插值求出的节点位移变形量，此时p更新为p_n，其中p_n包含了初始测点和已通过插值获取的节点总数。

7.根据权利要求5中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：基于已获取的N个节点的位移量，选取其中i个作为传感器配置测点，采用二重结构编码遗传算法，计算出适应度函数值趋近于0的测点组合，从而求解出最优的测点组合，并得出插值计算出的未布置测点的估计值。

8.根据权利要求7中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：假设优化目标目为S，则按遗传算法更新至S，并进行相应的评价，同样，更新完成后，优化目标设置为S+1，直至更新目标达到自由度上限值n。

具体算法步骤如下：

①定义优化目标为S；

②假定有限元模型中节点i为传感器测点配置的考虑位置，当节点i基因值为1时，则将传感器测点布置在第i个节点，当节点i基因值为0时，则第i个节点不布置测点；

③二重结构编码中个体染色体表示的二重结构由变码量和附加码两行组成，上行s(i)表示变量xi的附加码为si＝j，下行为变量xs(i)对应于附加码s(i)的值；

④对某个个体编码时，首先在上行随机产生附加码{s(i),(i＝1,2,...,m×n×s)}，然后随机产生下行的变码值(0或1)，由此构成个体的二重结构编码。

9.根据权利要求8中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：当优化完成后，更新优化目标为i+1，再采用二重结构编码算法进行优化，获取最优测点组合，直至优化目标达到N，根据N-i次优化结果，选取适应度函数值最小的结果作为传感器布置测点。

10.根据权利要求1中所述的一种用于吊挂看台的三向定位高精度控制方法，其特征在于：根据吊挂看台(1)的位移传感器(4)监测点优化布置结果，在每个优化后的监测点上沿三个方向分别布设位移传感器(4)；通过新的实际空间坐标与理论空间坐标的差值获得偏移量，并判断偏移量是否小于偏移量阈值，当偏移量小于偏移量阈值时，则进行下一理论提升点(7)的提升；当偏移量大于等于偏移量阈值时，则通过倒链进行调整。