[發明專利]土壓平衡盾構的優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201810197524.2
• 申請日: 2018-03-11
• 公開（公告）號: CN108468549B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 劉宣宇;許勝;趙宇
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: E21D9/093
• 分類號: E21D9/093;E21D9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種土壓平衡盾構的優化方法，其特征在于，包括：

獲取盾構設備當前時刻的密封艙土壓；

結合所述密封艙土壓與預設的啟發式動態規劃HDP控制器確定控制向量，并進行優化訓練，所述控制向量中的參數包括總推力、螺旋輸送機轉速、推進速度、刀盤扭矩；

根據優化訓練后的控制向量對所述盾構設備的下一時刻的密封艙土壓進行控制；

所述結合所述密封艙土壓與預設的啟發式動態規劃HDP控制器確定控制向量，并進行優化訓練包括：

獲取已經完成模型訓練的模型網絡及執行網絡，所述執行網絡以最小化密封艙土壓優化控制代價函數為目標，以優化控制向量；

將所述當前時刻的密封艙土壓作為所述執行網絡的輸入，執行所述執行網絡的運算確定出控制向量；

將所述當前密封艙土壓、所述控制向量作為模型網絡的輸入，運行所述模型網絡的預測運算得到與所述當前密封艙土壓對應的下一時刻的密封艙土壓，并將所述下一時刻的密封艙土壓進行評價后的評價結果反饋至所述執行網絡，所述執行網絡根據所述評價結果對所述控制向量進行優化訓練，其中，密封艙土壓的效用函數U(k)，p(k)為密封艙土壓。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述當前密封艙土壓、所述控制向量作為模型網絡的輸入，運行所述模型網絡的預測運算得到與所述當前密封艙土壓對應的下一時刻的密封艙土壓，并將所述下一時刻的密封艙土壓進行評價后的評價結果反饋至所述執行網絡，所述執行網絡根據所述評價結果對所述控制向量進行優化訓練包括：

將所述當前密封艙土壓、所述控制向量作為基于隱藏層節點數為9的三層BP神經網絡的模型網絡的輸入，運行預測運算得到與所述當前密封艙土壓對應的下一時刻的密封艙土壓；

將所述下一時刻的密封艙土壓作為基于隱藏層節點數為8的三層BP神經網絡的評價網絡的輸入，運行評價運算得到下一時刻密封艙土壓優化控制代價函數，并根據所述評價網絡的代價函數誤差更新網絡權值，逼近所述下一時刻密封艙土壓優化控制代價函數；

所述執行網絡根據所述評價網絡反饋的評價網絡誤差進行權值更新，對所述控制向量進行優化。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述執行網絡根據所述評價網絡反饋的誤差進行權值更新，對所述控制向量進行優化之后，還包括：

判斷對所述控制向量進行優化的迭代誤差是否處于預設正常誤差范圍內；

若所述迭代誤差沒有處于預設正常誤差范圍內，則循環更新所述網絡權值；

所述根據優化訓練后的控制向量對所述盾構設備的下一時刻的密封艙土壓進行控制包括：

若所述迭代誤差處于預設正常誤差范圍內，則根據優化訓練后的控制向量對所述盾構設備的下一時刻的密封艙土壓進行控制。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

建立具有輸入層、隱藏層、輸出層的三層BP神經網絡的密封艙土壓預測模型；

其中，所述輸入層中包括當前密封艙土壓p(k)、當前螺旋輸送機轉速n(k)、當前推進速度v(k)、當前總推力F(k)、當前刀盤扭矩T(k)，所述隱藏層用于反應具有多節點結構的權值更新規則，以便為模型網絡、評價網絡配置對應的節點，所述輸出層為下一時刻密封艙土壓p(k+1)，確定為p(k+1)＝f[p(k),n(k),v(k),F(k),T(k)]，k為當前時刻。