發(fā)布時(shí)間：2020-07-13 08:09

【摘要】：全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)是一種專用于硬巖隧道施工工程的全斷面掘進(jìn)設(shè)備,它可以實(shí)現(xiàn)隧道建設(shè)過(guò)程中開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌、排渣等一次性作業(yè),具有自動(dòng)化和工廠化性能。綜合分析地質(zhì)條件、地表建筑物、列車運(yùn)行安全等影響因素,規(guī)劃理想的隧道設(shè)計(jì)軸線,掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整控制技術(shù)是掘進(jìn)機(jī)路徑糾偏的關(guān)鍵技術(shù),確保掘進(jìn)機(jī)實(shí)時(shí)掘進(jìn)路徑與設(shè)計(jì)軸線保持統(tǒng)一性,減少掘進(jìn)偏差,提高隧道建設(shè)質(zhì)量和掘進(jìn)效率。針對(duì)全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)偏差糾偏問(wèn)題。建立姿態(tài)調(diào)整的數(shù)學(xué)模型,尋找掘進(jìn)機(jī)最優(yōu)回歸路徑最優(yōu)的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)分析找到了掘進(jìn)機(jī)偏離設(shè)計(jì)軸線時(shí)的最優(yōu)回歸路徑的算法,推導(dǎo)出最優(yōu)回歸路徑的拐點(diǎn)位置,為得到最優(yōu)回歸路徑設(shè)計(jì)曲線奠定了理論基礎(chǔ)。針對(duì)全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)調(diào)整控制算法問(wèn)題研究。在掘進(jìn)過(guò)程偏離設(shè)定隧道時(shí),提出了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盾構(gòu)姿態(tài)自適應(yīng)PID控制算法達(dá)到提高掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)調(diào)整快速性和精確性的目的。推導(dǎo)出掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)調(diào)整過(guò)程中位姿轉(zhuǎn)換與撐靴油缸位移及速度之間的關(guān)系。采用Matlab與AMESim聯(lián)合仿真工具建立姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的控制模型,仿真證明該控制器能精確控制撐靴油缸伸出速度,使掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整到軌跡設(shè)計(jì)要求。對(duì)姿態(tài)調(diào)整控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)所采集的數(shù)據(jù)詳細(xì)分析,掘進(jìn)機(jī)正常掘進(jìn)時(shí)速度和壓力在要求的范圍內(nèi),掘進(jìn)機(jī)實(shí)時(shí)軌跡和設(shè)計(jì)軌跡路線能保持統(tǒng)一性,體現(xiàn)了本文姿態(tài)調(diào)整控制方法的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U455.31
【圖文】：

圖 1.1 改進(jìn)模糊控制器Figure1.1 Improved fuzzy controller究了推進(jìn)控制系統(tǒng)與最優(yōu)回歸路徑的關(guān)系，證明出最小回歸半徑。構(gòu)各推進(jìn)液壓目標(biāo)位移、速度和加速度之間數(shù)學(xué)解析關(guān)系，提出根程求解盾構(gòu)目標(biāo)位姿和各分區(qū)推進(jìn)液壓目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性的方法[39]，可姿態(tài)調(diào)整和掘進(jìn)軌跡自動(dòng)控制系統(tǒng)自適應(yīng)性盾構(gòu)。要研究的內(nèi)容面硬巖掘進(jìn)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整問(wèn)題，本文對(duì)全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)的工作原理面的介紹，對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)和姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制加以分析，闡述全作的整個(gè)流程。但是本課題重點(diǎn)研究姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)。當(dāng)全斷面硬巖與設(shè)計(jì)路線不一致時(shí)，在正常范圍內(nèi)調(diào)整液壓系統(tǒng)使全斷面硬巖掘在超出正常范圍時(shí)，需要糾偏軌跡，調(diào)整撐靴、支撐，推導(dǎo)出精確優(yōu)路徑，并給出最優(yōu)路徑的重要拐點(diǎn)的計(jì)算方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法證確性和可靠性。論文每一章研究?jī)?nèi)容如下：

圖 2.1 全斷面硬巖快速掘進(jìn)機(jī)模型圖Figuer 2.1 Full-face hard rock tunnel model部分均考慮井下實(shí)際工況，采用分體結(jié)構(gòu)，便于井下運(yùn)輸與安裝。其中主要部下：盤:刀盤針對(duì)工程地質(zhì)條件設(shè)計(jì)，為高強(qiáng)度分體式結(jié)構(gòu)，盤形滾刀采用背裝式刀具的更換在刀盤里進(jìn)行，這樣保證了換刀時(shí)的安全，刀盤設(shè)計(jì)分為大刀盤體，以便于運(yùn)輸和符合下井尺寸，刀盤和刀具與巖石摩擦，用的制作材料是耐磨刀盤耐磨性。刀盤的掘進(jìn)直徑比盾體直徑大，有超挖量。刀盤安裝中心滾刀、刀等刀具，刀具根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行合理的選型和配置。刀盤邊緣增加正滾刀的各個(gè)滾刀按照一定的角度進(jìn)行排列和分布，這樣既保證了破巖效果,又增大開(kāi)挖體的正常通過(guò)預(yù)留了足夠的空間。盾體:前盾體用于支撐齒輪箱，通過(guò)形成的圓形的空腔，用于保護(hù)里面的設(shè)備的安全。同時(shí)還起到掘進(jìn)工作時(shí)導(dǎo)向作用。桿鉆機(jī):EQH2800 全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)[41]配備有兩臺(tái)錨桿鉆機(jī)，分別在后鞍架的

靴油缸 4.三位四通換向閥 5.比例調(diào)速閥 6.速度傳感 2.3 掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)調(diào)整液壓控制系統(tǒng)原理圖der attitude adjustment hydraulic control system推進(jìn)系統(tǒng)、前后撐靴、前后支撐、錨桿泵，由于被安裝在前泵和后泵中間位置作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿、撐靴、推進(jìn)油缸的、鉆機(jī)升降、一運(yùn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)由 9 聯(lián)閥閥控制的。通過(guò)控制對(duì)應(yīng)的電液比例換閥的輸入信號(hào)調(diào)整油缸的壓力；通過(guò)在，進(jìn)而調(diào)整全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)的位姿。系統(tǒng)由供電、控制、故障處理、遠(yuǎn)程無(wú)[43]

【參考文獻(xiàn)】

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1 符世琛;李一鳴;楊健健;賈文浩;陶云飛;宗凱;張敏駿;吳淼;;基于超寬帶技術(shù)的掘進(jìn)機(jī)自主定位定向方法研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年11期

2 張振;龔國(guó)芳;吳偉強(qiáng);劉統(tǒng);饒?jiān)埔?周建軍;;硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)姿態(tài)自適應(yīng)控制[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2015年10期

3 宋蘊(yùn)璞;王伍騰;;超大直徑泥水盾構(gòu)機(jī)的糾偏軌跡設(shè)計(jì)[J];裝備制造技術(shù);2015年02期

4 俞琚;;我國(guó)隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J];建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理;2015年01期

5 高奔;;懸臂式硬巖掘進(jìn)機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];煤礦機(jī)電;2008年03期

6 茅承覺(jué);;我國(guó)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)發(fā)展的回顧與思考[J];建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理;2008年05期

7 周奇才;陳俊儒;何自強(qiáng);張恒;;盾構(gòu)智能化姿態(tài)控制器的設(shè)計(jì)[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

8 葉飛;黎柯軍;;隧道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)及其在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用[J];中外公路;2006年04期

9 吳克利;;國(guó)內(nèi)外隧道掘進(jìn)機(jī)械發(fā)展概述[J];重工與起重技術(shù);2005年01期

10 何其平;海瑞克盾構(gòu)在南京地鐵工程中的應(yīng)用[J];工程機(jī)械;2003年02期

本文編號(hào)：2753191