自行走掘進機智能控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著國家基礎建設的大規(guī)模展開及城市化進程的不斷加大,進而帶來的土地資源緊張、交通壓力加大、環(huán)境保護標準提高,使地下空間的開發(fā)利用正呈快速發(fā)展的勢頭。同時在地下隧道掘進機的智能控制系統(tǒng)方面,目前整個隧道工程產(chǎn)業(yè)界正在追求整個課題合理化和省力化,就是在建設業(yè)中也不例外地反映出來,尤其是近年來隨著建設業(yè)就業(yè)人口的減少和熟練作業(yè)人員的不足、以及高齡化的發(fā)展,都希望施工無人化和裝置自動化,因此對于自行走掘進機智能控制系統(tǒng)的開發(fā)非常必要。

2、自行走掘進機是有別于當前的盾構機和頂管機的一種新的地下掘進設備,本文主要在盾構機和項管機的基礎上開發(fā)自行走掘進機智能控制系統(tǒng),主要針對以下幾個方面進行系統(tǒng)的、總體的方案開發(fā)設計： (1)自行走掘進機的自動導向系統(tǒng)通過對當前棱鏡法自動導向系統(tǒng)方案、全站儀激光標靶自動導向系統(tǒng)方案、陀螺儀自動導向系統(tǒng)方案、曲線自動遙控測量系統(tǒng)方案這四種自動導向系統(tǒng)方案的比較,選擇符合小口徑、小曲率半徑、長距離隧道導向的曲線自動遙控測量系統(tǒng)方案。并對該

3、方案的自動導向流程進行邏輯設計。 (2)自行走掘進機液壓推進控制系統(tǒng)首先根據(jù)自行走掘進機的工作特點,確定對其推進系統(tǒng)實行液壓缸分組控制,對每組液壓缸實行壓力與流量的復合。然后通過在AMESim中建立液壓推進系統(tǒng)的模型,并應用AMESim和MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真技術,對液壓缸進行控制策略研究。通過對模糊自適應PID控制控制策略仿真結(jié)果的研究,得到模糊自適應PID控制能很好的滿足壓力與流量的復合控制需求。 (

4、3)自行走掘進機掘進模式識別方案設計通過闡述依據(jù)掘進狀況的分類原始特征識別方式和依據(jù)探地雷達土層分層圖像模式識別方式在地下掘進中的應用原理,提出適用于自行走掘進機的改進方案-采用兩者相結(jié)合的識別方式是自行走掘進機安全高效掘進的重要方式。 (4)自行走掘進機方向控制的智能決策及執(zhí)行通過對模糊方向控制方法、模糊紐拉爾網(wǎng)絡方向控制方法、人工智能輸入法方向自動控制方法這三種智能方向控制方案的分析比較,找到一種適合自行走掘進機方向控制的方