基于神經網絡的盾構推進液壓系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、盾構施工技術以其快速高效、質優(yōu)環(huán)保、安全可靠等優(yōu)勢，逐漸得到推廣及應用。近幾年，國產盾構的成功下線以及海外隧道項目的順利驗收，表明我國在盾構自主研發(fā)領域取得了歷史性的突破。但在盾構自適應設計、系統(tǒng)集成技術等領域的關鍵技術仍被歐美、日本等發(fā)達國家所掌握。推進系統(tǒng)是盾構自適應設計的關鍵部分，盾構的直線前進、姿態(tài)調整以及方向改變都依賴于推進系統(tǒng)各區(qū)油缸的協調配合，推進系統(tǒng)控制的優(yōu)劣對盾構掘進機的性能和隧道質量顯得至關重要。因此，開展盾構推進系

2、統(tǒng)控制策略的研究，對推動我國盾構產業(yè)的發(fā)展具有深遠意義。
　　本文以盾構推進系統(tǒng)為對象，研究推進系統(tǒng)在不同負載工況下推進壓力和速度的響應特性，以及多組推進油缸的同步控制性能。首先介紹了盾構推進系統(tǒng)的機械結構、液壓系統(tǒng)、以及實驗臺的工作原理；然后，利用AMESim軟件建立液壓系統(tǒng)的物理模型，采用常規(guī)PID控制對推進速度和壓力響應特性以及多缸同步性進行分析，仿真結果表明推進壓力對速度影響很大，常規(guī)PID控制下速度控制效果不理想。為此，

3、本文針對盾構推進系統(tǒng)在變負載、變流量工況下，推進壓力和速度之間相互干擾的問題，提出BP神經網絡PID的控制策略，并結合Simulink軟件進行聯合仿真，仿真結果表明BP神經網絡PID的穩(wěn)定性好，很大程度上消減了盾構推進中流量、負載變化時推進油缸壓力和速度的超調；為提高盾構刀盤在不均衡負載下的多缸同步控制性能，提出單神經元PID控制策略，經比較分析推進系統(tǒng)在不同控制策略下的響應特性，得出采用單神經元PID能夠大大提高推進油缸在偏載時運動的