【摘要】：非開挖管道施工技術(shù)在管道施工工程中的應(yīng)用越來越多,其中頂管施工以其施工精度高,使用土質(zhì)廣,使用管徑范圍大,綜合成本低,環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。在頂管施工過程中,由于地層土質(zhì)變化等因素影響,管體不可能完全按設(shè)計(jì)方向推進(jìn),產(chǎn)生姿態(tài)偏差,為了保證掘進(jìn)精度,必須對頂管機(jī)進(jìn)行及時(shí)的偏差控制。本文基于NSPD2000型泥水平衡頂管機(jī),對其自動(dòng)糾偏的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探究,主要包括以下內(nèi)容:(1)針對自動(dòng)姿態(tài)測量系統(tǒng),提出基于陀螺儀和傾角儀的姿態(tài)測量方法,探究傳感器的通訊方式,采用自適應(yīng)加權(quán)融合算法對兩種傳感器進(jìn)行融合,以得到更加穩(wěn)定準(zhǔn)確的測量值。探究大地坐標(biāo)系和頂管機(jī)坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,并提出位置偏差的計(jì)算方法。(2)針對自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng),提出采用模糊PID控制方式。建立頂管糾偏控制過程的狀態(tài)方程,使用模糊PID控制器對PID控制器進(jìn)行參數(shù)自校正。對PID控制器和模糊PID控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真,并比較兩者的控制效果。(3)結(jié)合自動(dòng)姿態(tài)測量系統(tǒng)和自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng),開發(fā)了一套泥水平衡頂管機(jī)智能測控系統(tǒng),分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對測量方案和控制方案進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)表明自動(dòng)姿態(tài)測量系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性高,自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng)能有效糾正偏差。
【圖文】：

圖 1.1 地下非開挖施工Fig.1.1 Underground trenchless construction出發(fā)井接收井12 3 4 5 6 7 89

產(chǎn)生姿態(tài)偏差，如圖 1.4 所示。實(shí)際軌跡導(dǎo)致難以預(yù)期的結(jié)果（如地表沉降、盾體下沉、管節(jié)經(jīng)濟(jì)損失。為了保證掘進(jìn)精度，必須對頂管機(jī)進(jìn)行及圖 1.4 管道軸線彎曲情況Fig.1.4 Pipe axis bending種頂管方式的介紹可以看出，泥水平衡頂管方式由于過程中，管道極易因?yàn)槟嗨^度沖刷造成頂管機(jī)機(jī)頭工過程中的糾偏控制顯得尤為重要，是頂管作業(yè)質(zhì)量公司 NSPD2000 泥水平衡頂管機(jī)，如圖 1.5 所示，研究具有穩(wěn)定性高、操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢，實(shí)場前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。L
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU990.3;TP273

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