管片拼装机周向回转系统起步冲击抑制方法研究

发布时间：2017-04-06 21:27

  本文关键词：管片拼装机周向回转系统起步冲击抑制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：管片拼装机自身刚度以及转动惯量都很大,同时拼装过程是单侧受载,导致其在回转起步阶段存在冲击抖动现象,严重影响着管片的控制精度,进而制约了隧道衬砌质量和盾构机施工效率。本文针对这一问题,采用结构参数抑制及控制算法补偿相结合的方法,对如何抑制管片拼装机回转起步冲击现象进行了研究,主要工作如下:(1)利用AMESim仿真软件对管片拼装机周向回转液压系统进行了建模;根据实际液压元件结构参数及系统参数,对模型仿真参数进行了设置;为保证模型参数准确,对于关键阀件——平衡阀,基于其槽口数学方程推导了平衡阀各槽口的过流面积与阀口开度的数学表达式。(2)基于数学仿真模型,对管片拼装机回转起步工作特性进行了仿真分析,探索了影响其起步工作特性的敏感结构参数;采用多因素正交试验法,分析出了各敏感结构参数对周向回转系统起步工作特性的影响程度,并优化出了最佳参数组合。(3)利用模糊控制理论设计了管片拼装机周向回转系统模糊控制器,借助联合仿真技术,搭建了管片拼装机周向回转系统AMESim-Simulink联合仿真模型,模拟系统起步工况,仿真分析了模糊控制器对周向回转系统起步工作特性的补偿作用。(4)完成了管片拼装机实车试验,试验结果表明,所设计的AMESim仿真模型及AMESim-Simulink联合仿真模型真实可靠;所提出的基于结构参数优化及控制算法补偿相结合的方法对周向回转系统起步冲击现象有很好的抑制效果。
【关键词】：管片拼装机 起步冲击 结构参数优化 模糊控制算法 实车试验
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.39
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 管片拼装机简介及其发展趋势10-12
• 1.2.1 盾构管片拼装机简介10-11
• 1.2.2 管片拼装机发展趋势11-12
• 1.3 管片拼装机国内外研究现状12-15
• 1.3.1 起步冲击国内外研究现状12-13
• 1.3.2 液压系统国内外研究现状13-14
• 1.3.3 控制算法国内外研究现状14-15
• 1.4 本文主要研究内容15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 管片拼装机周向回转液压系统仿真建模与模型验证17-31
• 2.1 管片拼装机工作原理概述17
• 2.2 管片拼装机周向回转液压系统原理分析17-20
• 2.3 周向回转液压系统AMESim仿真建模20-24
• 2.3.1 AMESim软件介绍20
• 2.3.2 主要液压元件仿真建模20-23
• 2.3.3 周向回转液压系统仿真建模23-24
• 2.4 仿真模型参数设置24-30
• 2.4.1 关键液压元件仿真参数设置24-29
• 2.4.2 系统仿真参数设置29-30
• 2.5 仿真模型实车验证30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 周向回转液压系统仿真分析及其结构参数优化31-50
• 3.1 周向回转液压系统仿真分析31-34
• 3.1.1 负载敏感多路阀工作特性仿真分析31-32
• 3.1.2 平衡阀工作特性仿真分析32-33
• 3.1.3 周向回转液压系统工作特性仿真分析33-34
• 3.1.4 系统起步工作特性仿真分析34
• 3.2 影响周向回转系统起步工作特性的敏感结构参数分析34-46
• 3.2.1 负载敏感多路阀结构参数的影响34-42
• 3.2.2 平衡阀结构参数的影响42-46
• 3.3 基于多因素正交试验法的敏感结构参数优化46-49
• 3.3.1 正交试验法的概述46-47
• 3.3.2 多因素正交试验设计47
• 3.3.3 正交试验模拟仿真分析及数据处理47-48
• 3.3.4 优化结果对比分析48-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 基于联合仿真的周向回转系统起步冲击控制补偿研究50-63
• 4.1 管片拼装机周向回转控制系统50-51
• 4.1.1 管片拼装机周向回转控制系统概述50
• 4.1.2 周向回转系统控制方案50-51
• 4.2 模糊控制技术概述51-53
• 4.2.1 模糊控制的基本原理52
• 4.2.2 模糊控制器的基本结构52-53
• 4.3 周向回转系统模糊控制器设计53-58
• 4.3.1 模糊控制器结构选择53
• 4.3.2 模糊控制器的语言变量及隶属函数确定53-56
• 4.3.3 模糊控制规则的确定56-57
• 4.3.4 模糊推理及去模糊化57-58
• 4.4 周向回转系统联合仿真分析58-62
• 4.4.1 AMESim与MATLAB/Simulink接口技术58-60
• 4.4.2 模糊控制器Simulink仿真模型及系统联合仿真模型建立60-61
• 4.4.3 联合仿真结果分析61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 管片拼装机实车试验63-69
• 5.1 试验方案及设备63-66
• 5.1.1 试验方案63-66
• 5.1.2 试验设备66
• 5.2 试验结果分析66-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果74

  本文关键词：管片拼装机周向回转系统起步冲击抑制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：289733