本文關(guān)鍵詞：雙護(hù)盾TBM撐靴液壓系統(tǒng)及刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 雙護(hù)盾TBM 泵的控制方式 撐靴液壓系統(tǒng) 刀盤驅(qū)動系統(tǒng) 負(fù)載均衡性 仿真

【摘要】：隨著社會的發(fā)展，，人們對空間的要求變的越來越大，地上空間的開發(fā)已經(jīng)越來越有限了，因此人們對于地下空間的需求與開發(fā)變的越來越緊迫。雙護(hù)盾TBM就是針對開發(fā)地下空間所需要的設(shè)備之一。目前，我國自主研制生產(chǎn)雙護(hù)盾TBM的技術(shù)較國外還存在很多不足之處，因此，開展雙護(hù)盾TBM設(shè)備的技術(shù)研發(fā)工作具有十分重要的意義。 本課題針對雙護(hù)盾TBM液壓系統(tǒng)泵控制方式改造的撐靴系統(tǒng)和刀盤驅(qū)動系統(tǒng)展開分析研究。 首先，根據(jù)客戶要求進(jìn)行了整臺TBM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹，針對液壓系統(tǒng)中的泵進(jìn)行了控制方式的改造使其具有兩種不同的控制方式以適應(yīng)兩種不同的地質(zhì)工況，并以撐靴液壓系統(tǒng)為例，應(yīng)用AMESim進(jìn)行建模仿真分析，驗(yàn)證控制方式改造后泵的正確性，最后通過現(xiàn)場采樣進(jìn)行試驗(yàn)，最終進(jìn)一步驗(yàn)證全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)液壓系統(tǒng)泵控制方式改造后的可行性。 其次，根據(jù)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)工作要求與環(huán)境進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型，并對多電機(jī)同步運(yùn)行的負(fù)載均衡問題提出兩種不同的控制方案即“多電機(jī)轉(zhuǎn)速并行控制”和“電機(jī)轉(zhuǎn)矩跟隨主從控制”，且建立了刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 最后，為了保證TBM在工作過程中刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，負(fù)載均衡性，將PID控制分別引入兩種方案中，運(yùn)用Matlab軟件對兩種方案進(jìn)行仿真，最終確定出更適合的方案。再在此方案中引入轉(zhuǎn)速的模糊自整定PID控制，通過仿真確定其效果優(yōu)于轉(zhuǎn)速的PID控制效果。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)速的模糊自整定PID控制下的電機(jī)轉(zhuǎn)矩跟隨主從控制更具優(yōu)越性。并通過現(xiàn)場的調(diào)試試驗(yàn)驗(yàn)證了PID控制下電機(jī)轉(zhuǎn)矩跟隨主從控制方案的正確性，從側(cè)面驗(yàn)證了轉(zhuǎn)速的模糊自整定PID控制策略的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：雙護(hù)盾TBM 泵的控制方式 撐靴液壓系統(tǒng) 刀盤驅(qū)動系統(tǒng) 負(fù)載均衡性 仿真
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH137.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 TBM 的發(fā)展綜述10-13
• 1.2.1 TBM 國外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 TBM 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 與國外的差距13
• 1.3 雙護(hù)盾 TBM 主要技術(shù)功能的簡介13-15
• 1.3.1 推進(jìn)系統(tǒng)13-14
• 1.3.2 撐靴系統(tǒng)14
• 1.3.3 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)14-15
• 1.4 仿真技術(shù)的應(yīng)用15-16
• 1.4.1 液壓系統(tǒng)的仿真技術(shù)15-16
• 1.4.2 先進(jìn)控制策略在刀盤驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用16
• 1.5 課題的研究內(nèi)容和研究意義16-18
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.5.2 研究意義17-18
• 第2章 雙護(hù)盾 TBM 撐靴液壓系統(tǒng)的研究18-37
• 2.1 TBM 的整體結(jié)構(gòu)介紹18-20
• 2.2 A11-LRDS 泵在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用20-22
• 2.2.1 雙護(hù)盾 TBM 中 A11-LRDS 泵的選用20-21
• 2.2.2 控制方式改造后泵的工作原理21-22
• 2.3 AMESim 軟件簡介22-23
• 2.4 撐靴液壓系統(tǒng)模型的建立23-29
• 2.4.1 撐靴液壓系統(tǒng)的工作原理23-25
• 2.4.2 A11-LRDS 泵的仿真模型的建立25-28
• 2.4.3 邏輯閥仿真模型的建立28-29
• 2.5 撐靴液壓系統(tǒng)的仿真分析29-33
• 2.6 TBM 撐靴液壓系統(tǒng)的調(diào)試實(shí)驗(yàn)研究33-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 雙護(hù)盾 TBM 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)模型37-54
• 3.1 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求37
• 3.2 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)方案的確定37-38
• 3.3 多電機(jī)驅(qū)動刀盤的傳動結(jié)構(gòu)38-39
• 3.4 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算39-43
• 3.4.1 刀盤驅(qū)動扭矩的計(jì)算39-42
• 3.4.2 刀盤驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)的選型計(jì)算42-43
• 3.5 對刀盤驅(qū)動系統(tǒng)提出的控制要求43-44
• 3.6 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型44-53
• 3.6.1 矢量控制原理44
• 3.6.2 交流異步電機(jī)在矢量控制中的數(shù)學(xué)模型44-51
• 3.6.3 交流變頻電機(jī)的傳遞函數(shù)的建立51-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第4章 雙護(hù)盾 TBM 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的仿真研究54-80
• 4.1 多電機(jī)轉(zhuǎn)速并行控制的 PID 仿真分析54-66
• 4.1.1 PID 控制的基本理論的引入54-55
• 4.1.2 磁鏈 PID 控制器的設(shè)計(jì)55-57
• 4.1.3 轉(zhuǎn)矩 PID 控制器的設(shè)計(jì)57-58
• 4.1.4 轉(zhuǎn)速 PID 控制器的設(shè)計(jì)58-59
• 4.1.5 PID 仿真分析59-66
• 4.2 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩跟隨主從控制的 PID 仿真分析66-68
• 4.3 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩跟隨主從控制的模糊自整定 PID 仿真分析68-75
• 4.3.1 模糊控制的基本介紹68-69
• 4.3.2 模糊自整定 PID 控制原理69-71
• 4.3.3 轉(zhuǎn)速環(huán)模糊自整定 PID 控制器的設(shè)計(jì)71-73
• 4.3.4 模糊自整定 PID 仿真分析73-75
• 4.4 轉(zhuǎn)速跟隨控制下的兩種控制策略的對比仿真分析75-76
• 4.5 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試76-79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果86-87
• 作者簡介87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 習(xí)仲偉;我國交通隧道工程及施工技術(shù)進(jìn)展[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

2 余丙才;邱世平;齊善燕;;液壓柱塞泵杠桿調(diào)節(jié)恒功率控制機(jī)構(gòu)[J];工程機(jī)械;2012年03期

3 孔曉武;考慮管路效應(yīng)的負(fù)載敏感泵動態(tài)特性分析[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2005年04期

4 方曉瑜;趙宏強(qiáng);文國臣;;基于AMESim恒功率變量泵的仿真研究[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2011年06期

5 翟進(jìn)營;TBM法隧道施工的現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J];隧道建設(shè);2002年04期

6 李建斌;;雙護(hù)盾TBM的地質(zhì)適應(yīng)性及相關(guān)計(jì)算[J];隧道建設(shè);2006年02期

7 張寧川;;硬巖掘進(jìn)機(jī)刀盤純切削扭矩計(jì)算研究[J];隧道建設(shè);2008年06期

8 王江;;引水隧洞雙護(hù)盾TBM卡機(jī)分析及脫困技術(shù)[J];隧道建設(shè);2011年03期

9 楊祖元;楊華芬;;雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)模糊PID控制研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2011年03期

10 宋海濤;吳曉光;殷新勝;田宏亮;姚克;凡東;;負(fù)載反饋油管對負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)動態(tài)特性影響的探討[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2009年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 章元愛;TBM隧道圍巖穩(wěn)定和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特性研究[D];鐵道部科學(xué)研究院;2006年

2 周洲;TBM主機(jī)技術(shù)研究及重要部件有限元分析[D];西南交通大學(xué);2007年

3 周賽群;全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）驅(qū)動系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 湯杰;雙電機(jī)硬軸傳動變頻調(diào)速及其功率平衡控制[D];中南大學(xué);2009年

5 楊瑜;基于DSP的模糊PID矢量控制變頻器的研究[D];西南交通大學(xué);2010年

6 楊瑞帆;交流變頻驅(qū)動特深井鉆機(jī)絞車協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D];西安石油大學(xué);2010年

7 馬金玉;TTW30挖裝機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)改進(jìn)優(yōu)化研究[D];燕山大學(xué);2012年

本文編號：822779