微型盾构试验机液压系统设计及控制

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1、微型盾构试验机液压系统设计及控制盾构是一种隧道掘进的专用工程机械, 它集电气、液压、测量导向、控制、材料等多学科技术于一体, 具有施工速度快 , 自动化程度高 , 隧道一次成型 , 环境污染少和劳动强度低等特点。随着我国城市地铁建设飞速的发展, 需要大量的盾构机。由于科研技术的落后 , 一直制约着我国盾构技术的发展。所以研发高水平盾构试验机 , 并进行相关实验 , 是提高我国盾构技术的有效途径。本文通过理论计算、建模仿真及软件编程完成了微型盾构试验机的液压及电气系统设计。 首先介绍了微型盾构试验机刀盘、推进、螺旋输送机液压系统的设计原理 , 并进行了液压参数计算、选型、校核及AMEsim建模仿

2、真。其次采用了主从同步的控制策略, 建立了多缸同步推进控制系统的数学模型,并在模型中分别采用了控制性能优良的常规PID 和模糊 PID 控制器 , 通过Matlab/Simulink软件仿真分析可得 , 使用模糊 PID 的控制系统响应速度快、稳定性能好。然后设计了复合控制法来调节土仓压力动态平衡, 通过建立控制系统数学模型 , 同时在系统中分别采用了常规及模糊PID 控制器 , 进行Matlab/Simulink仿真 , 仿真结果显示 , 使用模糊 PID 的复合控制系统控制性能更好。最后完成了盾构试验机硬、软件设计, 包括主、控电路的设计原理、电气元件的选型、 PLC编程和触摸屏界面的设计等。