本發(fā)明涉及起重船，尤其涉及一種基于起重船的吊物控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、起重船作為海洋工程中常用的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于吊裝、運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)。在實(shí)際操作中，起重船作業(yè)面臨復(fù)雜的海洋環(huán)境，包括風(fēng)、浪、流等因素的影響，導(dǎo)致吊物控制精度較低，影響任務(wù)效率與安全性。同時(shí)，起重船吊物的穩(wěn)定性與精確度直接關(guān)系到工程的順利進(jìn)行。傳統(tǒng)的吊物控制方法依賴于人工操作和簡(jiǎn)單的反饋控制，難以有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境，存在精度低、適應(yīng)性差等缺陷。

2、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題亟需得到解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于起重船的吊物控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提升吊物控制的精度。

2、本發(fā)明提供一種基于起重船的吊物控制方法，包括：

3、通過(guò)傳感器獲取實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)、實(shí)時(shí)吊物參數(shù)以及起重船的實(shí)時(shí)作業(yè)參數(shù)；

4、將所述實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)、所述實(shí)時(shí)吊物參數(shù)以及所述實(shí)時(shí)作業(yè)參數(shù)輸入至參數(shù)生成模型中，得到初始控制參數(shù)；

5、通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)所述初始控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)控制參數(shù)；

6、根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)，控制起重船將吊物移動(dòng)至目標(biāo)位置。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于起重船的吊物控制方法，參數(shù)生成模型通過(guò)以下步驟訓(xùn)練得到：

8、獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，包括起重船作業(yè)參數(shù)、吊物運(yùn)動(dòng)參數(shù)和作業(yè)環(huán)境參數(shù)；

9、設(shè)置參數(shù)生成模型的權(quán)重函數(shù)，所述權(quán)重函數(shù)的值根據(jù)迭代結(jié)果確定；

10、根據(jù)所述權(quán)重函數(shù)，基于粒子群算法構(gòu)建參數(shù)生成模型；

11、根據(jù)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，對(duì)所述參數(shù)生成模型進(jìn)行訓(xùn)練，直至達(dá)到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于起重船的吊物控制方法，所述設(shè)置參數(shù)生成模型的權(quán)重函數(shù)，所述權(quán)重函數(shù)的值根據(jù)迭代結(jié)果確定這一步驟，具體包括：

13、構(gòu)建慣性權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整函數(shù)；

14、將所述慣性權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整函數(shù)轉(zhuǎn)化為非線性慣性權(quán)重函數(shù)，將所述非線性慣性權(quán)重函數(shù)作為所述參數(shù)生成模型的權(quán)重函數(shù)。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于起重船的吊物控制方法，所述將所述慣性權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整函數(shù)轉(zhuǎn)化為非線性慣性權(quán)重函數(shù)這一步驟，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

16、

17、其中，ωstart為初始慣性權(quán)重，ωend為終止慣性權(quán)重，t為當(dāng)前迭代次數(shù)；tmax為初始設(shè)置的最大迭代次數(shù)，k為控制因子。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于起重船的吊物控制方法，所述根據(jù)所述權(quán)重函數(shù)，基于粒子群算法構(gòu)建參數(shù)生成模型這一步驟，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

19、vi(t+1)＝ω·vi(t)+c1r1(t)[pi(t)-xi(t)]+c2r2(t)[pg-xi(t)]+α·δ(t)

20、其中，vi(t+1)為粒子i在t+1時(shí)刻的速度，ω為慣性權(quán)重，控制粒子速度的慣性作用，vi(t)為粒子i在t時(shí)刻的速度，c1為第一學(xué)習(xí)因子，用于調(diào)節(jié)粒子向自身最佳位置移動(dòng)的速度，c2為第二學(xué)習(xí)因子，用于調(diào)節(jié)粒子向全局最佳位置移動(dòng)的速度，r1、r2為隨機(jī)數(shù)，取值范圍為[0，1]，用于引入隨機(jī)性以增加搜索的多樣性，pi(t)為粒子i在t時(shí)刻的歷史最佳位置，pg為群體全局的最佳位置，xi(t)為粒子i在t時(shí)刻的位置，α是逃逸因子的調(diào)整系數(shù)，通常在局部最優(yōu)解識(shí)別后會(huì)增大，增強(qiáng)隨機(jī)性，δ(t)為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，用于增強(qiáng)粒子的探索性，r3為[0，1]之間的隨機(jī)數(shù)，xmax和xmin分別是粒子搜索空間的上下邊界。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于起重船的吊物控制方法，所述通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)所述初始控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)控制參數(shù)這一步驟，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

22、s(xi)＝ω1·sstability(vwind，hwave，twave，vflow，θf(wàn)low，θpitch，θroll，θheave)+ω2·soperation(vwind，hwave，twave，vflow，θf(wàn)low，hlifting)+ω3·stask(xlifting，xhorizontal，xtarget)

23、其中，sstability為海洋環(huán)境對(duì)船舶穩(wěn)定性的影響，soperation為吊物的操作精度，starget為吊物的任務(wù)完成度，vwind為風(fēng)速、hwave為波浪高度、twave為周期、vflow為流速、θf(wàn)low為流向，θpitch為船舶俯仰角、θroll為船舶橫搖角和θheave為船舶垂蕩角，hlifting為吊物升降高度、(xlifting，ylifting)為吊物的當(dāng)前位置和(xtarget，ytarget)為吊物目標(biāo)位置。

24、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于起重船的吊物控制方法，在所述根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)，控制起重船將吊物移動(dòng)至目標(biāo)位置這一步驟之后，所述方法還包括：

25、獲取吊物實(shí)際位置；

26、確定所述吊物實(shí)際位置與所述目標(biāo)位置的誤差信息；

27、根據(jù)所述誤差信息，生成反饋信息，所述反饋信息用于調(diào)整所述參數(shù)生成模型的參數(shù)生成精度。

28、本發(fā)明還提供一種基于起重船的吊物控制裝置，包括：

29、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過(guò)傳感器獲取實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)、實(shí)時(shí)吊物參數(shù)以及起重船的實(shí)時(shí)作業(yè)參數(shù)；

30、參數(shù)生成模塊，用于將所述實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)、所述實(shí)時(shí)吊物參數(shù)以及所述實(shí)時(shí)作業(yè)參數(shù)輸入至參數(shù)生成模型中，得到初始控制參數(shù)；

31、參數(shù)優(yōu)化模塊，用于通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)所述初始控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)控制參數(shù)；

32、吊物移動(dòng)模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)，控制起重船將吊物移動(dòng)至目標(biāo)位置。

33、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述基于起重船的吊物控制方法。

34、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述基于起重船的吊物控制方法。

35、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述基于起重船的吊物控制方法。

36、本發(fā)明提供的基于起重船的吊物控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)傳感器獲取實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)、實(shí)時(shí)吊物參數(shù)以及起重船的實(shí)時(shí)作業(yè)參數(shù)；將所述實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)、所述實(shí)時(shí)吊物參數(shù)以及所述實(shí)時(shí)作業(yè)參數(shù)輸入至參數(shù)生成模型中，得到初始控制參數(shù)；通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)所述初始控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)控制參數(shù)；根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)，控制起重船將吊物移動(dòng)至目標(biāo)位置。本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)、吊物參數(shù)和起重船作業(yè)參數(shù)，并引入?yún)?shù)生成模型與適應(yīng)度函數(shù)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，有效減少吊物操作過(guò)程中的位置誤差，顯著提升吊物控制的精度。并且，通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)評(píng)估控制參數(shù)，并將船舶穩(wěn)定性、吊物操作精度和任務(wù)完成度納入優(yōu)化目標(biāo)，有效提高吊物移動(dòng)效率，縮短作業(yè)時(shí)間，提升作業(yè)質(zhì)量。