本發(fā)明涉及管樁生產(chǎn)工藝，具體為一種用于管樁離心工藝的離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代建筑和基礎(chǔ)工程中，管樁作為一種重要的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各類建筑物、橋梁及其他基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。管樁的強(qiáng)度和密實度直接關(guān)系到其承載能力和耐久性能，因此在生產(chǎn)過程中，需要對其強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格的控制和預(yù)測。傳統(tǒng)的管樁生產(chǎn)工藝多依賴經(jīng)驗和人工監(jiān)測，缺乏系統(tǒng)性的參數(shù)控制，導(dǎo)致生產(chǎn)出的管樁在強(qiáng)度上存在不穩(wěn)定性，難以滿足日益提高的工程標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。

2、特別是在離心工藝中，離心機(jī)的參數(shù)如轉(zhuǎn)速、離心時間和振動頻率等對最終產(chǎn)品的強(qiáng)度和密實度具有重要影響。然而，具體的參數(shù)設(shè)置往往缺乏科學(xué)依據(jù)，容易導(dǎo)致強(qiáng)度不足或過強(qiáng)的問題。隨著建筑材料技術(shù)的發(fā)展，市場對管樁的強(qiáng)度要求不斷提升，這使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法顯得愈發(fā)不適應(yīng)。因此，需要一種新的方法來實現(xiàn)離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制，以確保管樁的強(qiáng)度滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3、現(xiàn)有技術(shù)中的，公開號為cn114536541a公開了一種基于管樁離心工藝的管樁生產(chǎn)方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)，其中方法包括實時獲取離心過程中離心機(jī)的轉(zhuǎn)軸處的振幅數(shù)據(jù)，根據(jù)振幅數(shù)據(jù)確定轉(zhuǎn)軸的撓度變化特征；基于撓度變化特征判斷轉(zhuǎn)軸的撓度變化是否趨向于恒定，當(dāng)撓度變化恒定時向所述離心機(jī)發(fā)送停止運(yùn)行指令或者速度調(diào)整指令。此方案僅依賴轉(zhuǎn)軸的撓度變化特征來判斷運(yùn)行狀態(tài)，這可能會導(dǎo)致對振動和共振的敏感性不足，方案重點(diǎn)關(guān)注轉(zhuǎn)軸的撓度變化，而忽視了其他關(guān)鍵參數(shù)（如轉(zhuǎn)速、離心時間、共振頻率等）的監(jiān)控。這些因素都可能對管樁的強(qiáng)度和密實度產(chǎn)生重要影響，單一依賴撓度變化可能無法全面反映生產(chǎn)狀態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)的適用性和準(zhǔn)確性降低，使得生產(chǎn)的管樁質(zhì)量沒有保障，生產(chǎn)過程的可控性較弱。

4、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于管樁離心工藝的離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種用于管樁離心工藝的離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制方法，具體步驟包括：

4、s1，獲取若干組歷史生產(chǎn)中的離心機(jī)參數(shù)及所生產(chǎn)管樁的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，對離心機(jī)參數(shù)與對應(yīng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，生成訓(xùn)練樣本集，所述離心機(jī)參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、離心時間和振動頻率；

5、s2，建立管樁強(qiáng)度預(yù)測模型，將訓(xùn)練樣本集內(nèi)的離心機(jī)參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，并以對應(yīng)的管樁強(qiáng)度數(shù)據(jù)作為標(biāo)簽對預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到一個輸入為離心機(jī)參數(shù)，輸出為管樁強(qiáng)度數(shù)據(jù)的管樁強(qiáng)度預(yù)測模型；

6、s3，將實時離心機(jī)參數(shù)輸入管樁強(qiáng)度預(yù)測模型，得到管樁的生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)，將該生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)與需求強(qiáng)度相對比，若生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)大于或等于需求強(qiáng)度，則保持當(dāng)前離心機(jī)參數(shù)，若生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)小于需求強(qiáng)度，則執(zhí)行步驟s4；

7、s4，基于管樁的密實度和管樁的共振頻率對當(dāng)前所對應(yīng)的離心機(jī)參數(shù)進(jìn)行修正，得到離心機(jī)的修正參數(shù)，輸出離心機(jī)的修正參數(shù)對離心機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，所述離心機(jī)的修正參數(shù)包括轉(zhuǎn)速修正值、離心時間修正值和振動頻率修正值。

8、進(jìn)一步地，對離心機(jī)參數(shù)與對應(yīng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)清洗，其中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化所依據(jù)的公式為：

9、

10、式中，為標(biāo)準(zhǔn)化后的第個轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，表示采集的第個轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，為轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的平均值，為轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的方差；

11、基于標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，數(shù)據(jù)清洗所依據(jù)的邏輯為：設(shè)定異常閾值，

12、

13、式中，表示第個清洗后的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，表示標(biāo)準(zhǔn)化后的第個轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的絕對值，按照相同的方法對離心時間和振動頻率進(jìn)行預(yù)處理，得到經(jīng)預(yù)處理后的離心時間、振動頻率和管樁強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

14、進(jìn)一步地，基于長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型建立管樁強(qiáng)度預(yù)測模型，同時設(shè)定lstm模型的超參數(shù)，所述lstm模型的超參數(shù)包括：網(wǎng)絡(luò)層數(shù)、迭代次數(shù)、學(xué)習(xí)率、批量數(shù)大小、訓(xùn)練次數(shù)、批處理數(shù)量和隱藏層神經(jīng)元個數(shù)；

15、其中網(wǎng)絡(luò)層數(shù)設(shè)置為3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，迭代次數(shù)設(shè)定為100，學(xué)習(xí)率設(shè)置為0.001，批量數(shù)大小設(shè)為32，訓(xùn)練次數(shù)設(shè)為100，隱藏層神經(jīng)元個數(shù)為64，完成訓(xùn)練得到一個輸入包括離心機(jī)轉(zhuǎn)速、離心時間和振動頻率，輸出為管樁強(qiáng)度預(yù)測值的管樁強(qiáng)度預(yù)測模型。

16、進(jìn)一步地，將實時采集的離心機(jī)參數(shù)包括實時轉(zhuǎn)速、實時離心時間和實時振動頻率，經(jīng)過預(yù)處理后，輸入完成訓(xùn)練的管樁強(qiáng)度預(yù)測模型中，得到當(dāng)前參數(shù)下的管樁強(qiáng)度預(yù)測值，其中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化所使用的均值和方差沿用歷史數(shù)據(jù)，標(biāo)定管樁強(qiáng)度預(yù)測值為，標(biāo)定需求強(qiáng)度為；

17、當(dāng)時，輸出實時轉(zhuǎn)速、實時離心時間和實時振動頻率進(jìn)行工作；

18、當(dāng)時，對實時轉(zhuǎn)速、實時離心時間和實時振動頻率進(jìn)行修正。

19、進(jìn)一步地，所述步驟s4包括如下步驟：

20、s41，基于管樁的密實度和強(qiáng)度誤差對實時轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，得到轉(zhuǎn)速修正值，轉(zhuǎn)速修正值計算所依據(jù)的公式為：

21、

22、式中，表示轉(zhuǎn)速修正值，為管樁的密實度誤差的權(quán)重系數(shù)，表示管樁的密實度，表示參考密實度，為強(qiáng)度誤差，表示強(qiáng)度誤差的權(quán)重系數(shù)，其中均大于0；

23、s42，基于強(qiáng)度誤差對實時離心時間進(jìn)行修正，得到其中離心時間修正值，離心時間修正值計算所依據(jù)的公式為：

24、

25、式中，表示離心時間修正值；

26、s43，基于管樁的共振頻率和強(qiáng)度誤差對實時振動頻率進(jìn)行修正，得到振動頻率修正值，振動頻率修正值計算所依據(jù)的公式為：

27、

28、式中，為振動頻率修正值，表示安全系數(shù)，表示管樁的共振頻率，其中大于0。

29、進(jìn)一步地，所述步驟s41包括如下步驟：

30、s411，基于管樁材料的初始密度和離心力計算管樁的密實度所依據(jù)的公式為：

31、

32、式中，為管樁材料的初始密度，為材料的壓縮系數(shù)，為表示離心力，表示重力加速度；

33、其中離心力計算所依據(jù)的公式為：

34、

35、式中，為材料質(zhì)量，表示離心半徑；

36、同時所述步驟s43包括如下步驟：

37、s431，管樁的共振頻率計算所依據(jù)的公式為：

38、

39、式中，表示管樁的剛度；

40、其中管樁的剛度計算所依據(jù)的公式為：

41、

42、式中，為管樁材料的楊氏模量，為管樁截面的慣性矩，為管樁的長度。

43、本發(fā)明還提供一種用于管樁離心工藝的離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制系統(tǒng)，所述用于管樁離心工藝的離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制系統(tǒng)用于執(zhí)行上述的用于管樁離心工藝的離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制方法，包括：

44、歷史數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于獲取若干組歷史生產(chǎn)中的離心機(jī)參數(shù)及所生產(chǎn)管樁的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，對離心機(jī)參數(shù)與對應(yīng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，生成訓(xùn)練樣本集，所述離心機(jī)參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、離心時間和振動頻率；

45、預(yù)測模型建立模塊，用于建立管樁強(qiáng)度預(yù)測模型，將訓(xùn)練樣本集內(nèi)的離心機(jī)參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，并以對應(yīng)的管樁強(qiáng)度數(shù)據(jù)作為標(biāo)簽對預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到一個輸入為離心機(jī)參數(shù)，輸出為管樁強(qiáng)度數(shù)據(jù)的管樁強(qiáng)度預(yù)測模型；

46、實時參數(shù)調(diào)控模塊，用于將實時離心機(jī)參數(shù)輸入管樁強(qiáng)度預(yù)測模型，得到管樁的生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)，將該生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)與需求強(qiáng)度相對比，若生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)大于或等于需求強(qiáng)度，則保持當(dāng)前離心機(jī)參數(shù)，若生產(chǎn)預(yù)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)小于需求強(qiáng)度，則將當(dāng)前離心機(jī)參數(shù)輸入離心機(jī)參數(shù)修正模塊中進(jìn)行修正；

47、離心機(jī)參數(shù)修正模塊，用于基于管樁的密實度和管樁的共振頻率對當(dāng)前所對應(yīng)的離心機(jī)參數(shù)進(jìn)行修正，得到離心機(jī)的修正參數(shù)，輸出離心機(jī)的修正參數(shù)對離心機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，所述離心機(jī)的修正參數(shù)包括轉(zhuǎn)速修正值、離心時間修正值和振動頻率修正值。

48、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

49、獲取若干組歷史生產(chǎn)管樁的強(qiáng)度數(shù)據(jù)及該強(qiáng)度數(shù)據(jù)對應(yīng)的離心機(jī)參數(shù)，對離心機(jī)參數(shù)與對應(yīng)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，生產(chǎn)訓(xùn)練樣本集，所述離心機(jī)參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、離心時間和振動頻率；針對多個離心機(jī)參數(shù)為建立強(qiáng)度預(yù)測模型建立基礎(chǔ)，提高了數(shù)據(jù)的多樣性和預(yù)測的準(zhǔn)確性，建立管樁強(qiáng)度預(yù)測模型，能夠?qū)崿F(xiàn)對離心機(jī)參數(shù)的精準(zhǔn)控制，從而有效解決管樁強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的問題。通過對歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析和處理，形成了一套基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的強(qiáng)度預(yù)測系統(tǒng)，使得生產(chǎn)過程中的離心機(jī)參數(shù)能夠動態(tài)調(diào)整，保障了管樁的質(zhì)量和安全性。同時基于管樁的密實度和管樁的共振頻率對當(dāng)前所對應(yīng)的離心機(jī)參數(shù)進(jìn)行修正，不僅提高了管樁生產(chǎn)的自動化和智能化水平，還大幅度減少了因參數(shù)設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的廢品率。從而降低了生產(chǎn)成本，提升了資源利用效率，同時，實時監(jiān)控和反饋機(jī)制的引入，增強(qiáng)了生產(chǎn)過程的可控性。