No processo de construção pré-fabricada, o ajuste preciso da verticalidade de grandes componentes pré-moldados cilíndricos está diretamente relacionado à qualidade da instalação da estrutura, eficiência da construção e segurança das operações. Diante dos problemas de baixa eficiência, alta dependência na experiência dos trabalhadores e falta de consistência nos ajustes durante a elevação manual e calibração por estação total, propõe-se um sistema inteligente integrado de controle da verticalidade para a instalação de componentes cilíndricos pré-fabricados. Primeiramente, utilizando um medidor de distância a laser de alta precisão e um sensor de inclinação, é construída uma unidade móvel de medição da verticalidade para obter a postura dos componentes no local; em segundo lugar, por meio do cálculo do desvio da verticalidade a partir de dados de distância medidos em diferentes ângulos de inclinação e da introdução do algoritmo de filtro de Kalman para estimar dinamicamente e de forma ótima os dados de postura que contêm perturbações locais e ruído de medição, obtém-se um estado de inclinação suave e preciso dos componentes; por fim, baseado na hipótese de pequeno ângulo e quase-estático, é construída uma estratégia de controle inteligente para ajuste da verticalidade baseada no princípio do controle auto-antirreação, complementada por proteção de limite de tração e mecanismo de detecção de anomalias de comunicação, realizando o ajuste automático em malha fechada da postura dos componentes pré-fabricados. Experimentos de campo mostram que o sistema de ajuste da verticalidade projetado melhora a eficiência e consistência das operações, reduzindo o desvio de verticalidade dos componentes para menos de 10 mm, capaz de atender às demandas práticas da construção eficiente e precisa de estações de metrô pré-fabricadas.

Componentes cilíndricos pré-fabricados; medição da verticalidade; controle auto-antirreação; observação de estado estendida