【摘要】：非開挖管道施工技術在管道施工工程中的應用越來越多,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)點被廣泛應用。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計方向推進,產(chǎn)生姿態(tài)偏差,為了保證掘進精度,必須對頂管機進行及時的偏差控制。本文基于NSPD2000型泥水平衡頂管機,對其自動糾偏的關鍵技術進行探究,主要包括以下內(nèi)容:(1)針對自動姿態(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,采用自適應加權融合算法對兩種傳感器進行融合,以得到更加穩(wěn)定準確的測量值。探究大地坐標系和頂管機坐標系間的坐標轉(zhuǎn)換關系,并提出位置偏差的計算方法。(2)針對自動糾偏控制系統(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控制器進行參數(shù)自校正。對PID控制器和模糊PID控制器進行設計與仿真,并比較兩者的控制效果。(3)結(jié)合自動姿態(tài)測量系統(tǒng)和自動糾偏控制系統(tǒng),開發(fā)了一套泥水平衡頂管機智能測控系統(tǒng),分別設計實驗對測量方案和控制方案進行驗證,實驗表明自動姿態(tài)測量系統(tǒng)穩(wěn)定性和準確性高,自動糾偏控制系統(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。實際軌跡導致難以預期的結(jié)果（如地表沉降、盾體下沉、管節(jié)經(jīng)濟損失。為了保證掘進精度，必須對頂管機進行及圖 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，管道極易因為泥水過度沖刷造成頂管機機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，如圖 1.5 所示，研究具有穩(wěn)定性高、操作方便、自動化程度高等優(yōu)勢，實場前景和巨大的經(jīng)濟效益。L
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU990.3;TP273

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