智能化盾构姿态控制器的设计

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1、摘要盾构姿态的智能控制技术是盾构施工方法智能化机械化进程中的重要部分．通过对盾构前方地质条件的分析，利用自动化测量系统得出的偏差，引入控制器，在掘进过程中，控制器不断根据前方地质条件和偏差量进行智能修正，姿态的控制不再依赖人为经验，从而实现盾构姿态控制的智能化，使其实际的行进路线与设计路线尽量一致，保证施工质量。本文结合课题的实际要求，对盾构姿态的智能控制器进行了详尽的设计，主要研究内容如下：首先分析了盾构推进时的受力状态，归纳出影响盾构姿态的主要因素，研究了这些因素与姿态变化的关系，介绍了任一平

2、面距离土层分布情况的插值计算法。其次运用SQLServer和Microsoftexcel等软件建立历史施工数据数据库，总结历史数据的规律，修正了理论计算的总推力并得出各区推力的分配规律，从而控制器分析计算出任一平面距离的地质条件，并根据不同地质条件设定推进千斤顶的推估总推力以及各区千斤顶推估推力．然后在盾构姿态存在偏差时，引入模糊控制理论，对模糊控制器进行了设计．通过分析模糊控制器的结构，确定输入输出变量的论域、量化因予及比例因子，选择模糊控制规则，利用MATLAB建立离线模糊控制表，分析设计了一

3、个最优的适用于盾构姿态调整的模糊控制器。最后应用VisualBasic进行姿态控制器的软件设计，实现了控制器对不同地质条件下千斤顶推估推进压力的设定以及盾构姿态存在偏差时推进千斤项纠偏推力的设定。通过计算机仿真，对所设计的智能控制器进行研究分析，证明了控制器的效果是令人满意的。关键词：盾构，控制器，千斤顶推力，数据分析，模糊控制ABSTRACT11leintellectualizedcontrolofthedirectionisanimlxn'taatpartintheprocessofautom

4、afizafionofshieldmachine．Thisthesisintroducesthedirectioncontroller．Duringtherealtimecontrol，thecontrollercorrectthedirectionofshieldmachineautomaticallybyanalysingtheearthconditioninfrontoftheshieldmachineandthepartialdifferencemeasuredbyautomaticmea

5、suringsystem．Sothedirectioncontroldoesn’tmakemanuallyandthepracticalroutewillaccordwiththedesignroutemuchbetter．Consideringthepracticaldemand,thisthesisn1妇athoroughlyresearchontheintellectualizedcontroller,themaincontributions0．re：Firstly,expoundthest

6、atusofshieldmachine,s啪upthefactorsthataffectdirectioncontrolofshieldmachineandresearchtherelationshipbc咖-oenthesefactorsandtheshieldmachine’sdirection．Introducethemethodofcalculatingtheeartrhconditionatanydistance．Secondly,builddatabaseanddigtherulein

7、thehistoricaldatausingthesoftwareSQLServerandMicrnsoflexcel，amendthegrossthrustofjackdeducedbythetheoryandfindoutruleofthethrustineachjack．111ccontrollercananalysetheearthdirectionatanydistanceandcalculatethepredictionthrustofeachjack．Thirdly,introduc

8、ethetheoryofthzzycontroltocorr∞tthepartialdifference．Byananlysingthestructureofthecontroller,choosethefactorofinputandoutputvariantandthefuzzyrule,builttheoffiinefuzzytableusingthesoftwareMATLAB，designthefuzzycontrollerwhichisappliedtocorrectt