推進液壓系統(tǒng)是盾構(gòu)機的關(guān)鍵設(shè)備之一,對盾構(gòu)掘進姿態(tài)、隧道開挖速度以及掌子面的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。常規(guī)推進液壓系統(tǒng)采用比例調(diào)速閥及比例溢流閥控制系統(tǒng)的速度與壓力,利用PID算法抑制推進過程中系統(tǒng)的速度和壓力的波動。該常規(guī)PID控制方法在穩(wěn)定性較高的地質(zhì)條件下效果明顯,但在軟弱不均的地質(zhì)環(huán)境下波動明顯,影響開挖速度及精度。通過對系統(tǒng)及推進過程中的穩(wěn)態(tài)性誤差進行分析,建立系統(tǒng)AMEsim仿真模型;然后利用Simulink算法建立一種BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,將AMEsim模型與Simulink算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器進行聯(lián)合仿真。結(jié)果表明:與常規(guī)PID控制相比,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合PID控制策略針對變流量、變壓力工況有更好的響應特性,可以更好地抑制速度與壓力的波動。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 油缸推進分組布置圖

推進液壓系統(tǒng)液壓油缸的同步協(xié)調(diào)動作對盾構(gòu)掘進姿態(tài)、隧道開挖速度以及掌子面的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用;故系統(tǒng)采用油缸分組布置的結(jié)構(gòu)。油缸總共分4組布置,油缸推進分組布置圖如圖1所示。油缸分別安裝于盾構(gòu)機密封艙后部,有單雙布置、雙雙布置等。圖1中每組設(shè)置一個帶位移傳感器的油缸,實時采集....

圖2 容積節(jié)流調(diào)速回路原理圖

系統(tǒng)的調(diào)速回路是由閉式變量柱塞泵、比例調(diào)速閥和比例溢流閥等元件的容積節(jié)流調(diào)速回路組成,其回路原理圖如圖2所示。由圖2所示可知,采用比例調(diào)速閥1控制推進油缸10的速度,比例溢流閥4控制推進油缸壓力;工作過程中,泵出的壓力油經(jīng)換向閥3、5和7,以及比例調(diào)速閥進入推進油缸,推進油缸通過....

圖3 油缸壓力與速度閉環(huán)控制原理圖

油缸的壓力及速度采用閉環(huán)控制,油缸壓力與速度閉環(huán)控制原理圖如圖3所示。由圖3中可知,系統(tǒng)首先利用壓力傳感器采集各組油缸的實際工作壓力并反饋于PLC,通過比較得出4組油缸壓力的最大值;然后由PID算法進行運算,消除穩(wěn)態(tài)性誤差;最后將運算值轉(zhuǎn)換為比例溢流閥的控制信號,以調(diào)節(jié)泵的出口壓....

圖4 系統(tǒng)跟隨誤差反饋結(jié)構(gòu)圖

式中:G(s)為油缸活塞位移輸出傳遞函數(shù);H(s)為油缸活塞位移輸出反饋傳遞函數(shù)。由式(8)及跟隨誤差分析,可得系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差ess為:

本文編號：4035348