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IMNMSSPC算法在盾构机土压平衡控制中的应用

发布时间:2018-05-08 05:00

  本文选题:密封舱 + 土压平衡 ; 参考:《计算机工程与应用》2017年04期


【摘要】:针对盾构掘进过程中密封舱内土压平衡控制的精确度低、效果差的问题,提出了一种改进的多变量非最小相位状态空间模型预测控制(IMNMSSPC)应用于密封舱多点土压平衡控制。该方法利用阶跃响应数据建立传递函数模型,将模型转换成状态空间的形式,在目标函数中引入了可调因子,反馈校正中对预测误差补偿进行校正,有效减小了模型失配时产生的误差;建立了以密封舱多监测点土压力为输出,以盾构机推进速度、螺旋输送机转速为输入的盾构土压平衡过程模型,通过多步预测直接递推出过程预测输出,并对控制量进行优化求解,从而实现土压平衡的自动控制。应用结果表明该算法具有较高的控制精度、良好的跟踪性能和强鲁棒性。
[Abstract]:Aiming at the problems of low precision and poor effect of earth pressure balance control in sealed cabin during shield tunneling, an improved multivariable non-minimum phase state space model predictive control (IMNMSSPC) is proposed for multi-point earth pressure balance control in sealed cabin. In this method, the transfer function model is established by using step response data, the model is transformed into the form of state space, the adjustable factor is introduced into the objective function, and the prediction error compensation is corrected in the feedback correction. The error caused by model mismatch is reduced effectively, the earth pressure balance process model of shield machine is established, which takes the earth pressure of multiple monitoring points of sealed cabin as output, the speed of shield machine propulsion and the rotational speed of spiral conveyor as input. Through the multi-step prediction, the prediction output of the process is directly and recursively, and the control quantity is solved optimally to realize the automatic control of the soil pressure balance. The application results show that the algorithm has high control accuracy, good tracking performance and strong robustness.
【作者单位】: 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院;
【基金】:辽宁省教育厅科学研究一般项目(No.L2014150)
【分类号】:U455.39

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本文编号:1860049

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