全断面硬岩快速掘进机智能位姿控制系统研究
发布时间：2021-08-15 17:10
矿用全断面硬岩快速掘进机,是近年“智能矿山”建设的产物,其安全、高效、自动化程度高,极大解放了劳动生产力,提高了作业安全性,加快了施工作业效率。但其在掘进过程中易受外界地质因素与自身设计等因素影响常有蛇形掘进,位置姿态偏移等严重影响工作进度与施工质量的问题,作者对此进行了如下详细研究矫正位姿。针对位置畸变现象在智能位姿测导系统全站仪支持下对偏差计算输出并对全断面硬岩快速掘进机位姿执行机构撑靴的位置伺服系统进行研究分析,掘进机纠偏执行机构在非线性干扰下位置伺服系统精度低,鲁棒性差等缺点,采用基于内模重复与模糊自适应的复合控制器提高其性能,经过MATLAB/AMESim联合仿真试验,复合控制系统能较好的跟踪给定信号,对非线性干扰具有鲁棒性好,适应于井下工作环境的特点;作者在此基础上针对小范围可控偏差下,设计基于偏差耦合的双缸协同纠偏控制系统,保证盾体按预设轨迹平稳盾构,预防出现不可调控偏差,进行轨迹规划。后经联合仿真分析,证明以右缸为基参的偏差耦合双缸协同纠偏控制具有较好的同步跟随特性可减小位置姿态的偏差与畸形;作者并于现场开展样机试验改装升级,采集现场作业位移、压力数据表明误差满足井下标...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬臂式掘进机
辽宁工程技术大学硕士学位论文一体的掘进设备，在安全性、作业效率、劳动成本等方面有了突破性进展完成了近面掘进设备的雏形。20 世纪末，国外涌现了一批技术装备巨头垄断了大型全断面盾的生产制造，其中维尔特公司和罗宾斯公司等巨头不断创新研究有了应用多套水平置的 TBM，能够针倾斜隧道展开施工[8-9]；到了 1990 年，为满足大直径隧道建设原不能满足工程要求，维尔特公司开创了多级多层掘进方法用现有小型掘进机开挖内再利用人工钻爆法进行二次作业意大利法，进而发展了用悬臂式掘进机如图 1.1 进作业的瑞士法。国外项目所用盾构设备也越来越全面先进可制造出最大直径 14.4m如图 1.2，刀盘滚刀可达 20in 并成功应用于尼亚加拉水电项目中[10-12]。国外盾构设基本完善，从人工到机械，从单一掘进到高度一体化作业，从小直径到大直径的发[13]。
辽宁工程技术大学硕士学位论文完善了整机系统的缺陷，为我国自主研发带来了曙光。自主创新阶段：2000 年开始我国将 TBM 装备制造作为重点科技项目，通过各单位斗，我国的大型盾构掘进设备装备制造关键技术研究已有了突破发展，有了一批自术打破了行业垄断。国内中铁重工集团于 2014 年试制了模型机如图 1.4 所示。自产径 TBM 下线，代表着我国有能力自主装备制造大型 TBM 设备，打破了国外技术的断，并能突破创新解决了一部分世界难题，进入行业第一梯队，成为盾构设备领域的竞争者。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分数阶PID和重复控制的快速刀具伺服系统[J]. 刘春芳,刘志. 沈阳工业大学学报. 2017(05)
[2]TBM技术在我国煤矿中的应用[J]. 秦晓光,徐辉东,刘林林. 低碳世界. 2016(26)
[3]TBM及其施工技术在中国的发展与趋势[J]. 荆留杰,张娜,杨晨. 隧道建设. 2016(03)
[4]TBM刀盘掘进载荷影响因素研究[J]. 夏毅敏,朱湘衡,林赉贶,杨妹. 现代制造工程. 2015(09)
[5]基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制[J]. 邵俊鹏,张领,金朝辉. 北京工业大学学报. 2015(04)
[6]基于AMESim/Simulink的液压位置伺服系统仿真[J]. 麦云飞,程奇. 机械工程与自动化. 2015(02)
[7]模糊PID技术在架车机举升单元同步控制中的应用[J]. 董佳,齐向东,王元友,张卓. 机械工程与自动化. 2015(02)
[8]TBM掘进机电磁换向阀动态特性仿真研究[J]. 胥景,杨忠炯,周立强,周振峰. 计算机仿真. 2015(01)
[9]基于模糊控制的带钢跑偏电液伺服系统研究[J]. 王慧,刘颖. 测控技术. 2014(11)
[10]TBM撑靴系统双球面零件的静力学分析[J]. 王栋,宋志东,肖波. 制造业自动化. 2014(18)
博士论文
[1]盾构掘进姿态控制关键技术研究[D]. 王林涛.浙江大学 2014
[2]悬臂式掘进机断面自动成形理论与控制策略研究[D]. 李军利.太原理工大学 2009
硕士论文
[1]高温井巷隔热材料的性能研究[D]. 王飞帆.安徽理工大学 2017
[2]全断面硬岩掘进机电控系统设计与研究[D]. 万应才.辽宁工程技术大学 2017
[3]TBM姿态控制技术研究[D]. 张振.浙江大学 2016
[4]基于OPC的三位一体控制平台在时变时滞系统中的应用[D]. 周其林.上海工程技术大学 2016
[5]TBM刀盘掘进载荷分布特性研究[D]. 朱湘衡.中南大学 2014
[6]基于PLC的冷凝燃气锅炉供热系统的研究与实现[D]. 王会占.河北工业大学 2014
[7]螺纹插装式平衡阀动态特性和内流场的研究[D]. 惠喜强.兰州理工大学 2013
[8]重庆地铁单护盾TBM掘进性能研究[D]. 赵文松.石家庄铁道大学 2013
[9]400mm厚板坯连铸机二冷水过程控制系统设计[D]. 王景然.东北大学 2012
[10]同煤集团宏大公司矿井安全监测监控系统的研究与实现[D]. 王鹏.电子科技大学 2012
本文编号：3344956
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬臂式掘进机
辽宁工程技术大学硕士学位论文一体的掘进设备，在安全性、作业效率、劳动成本等方面有了突破性进展完成了近面掘进设备的雏形。20 世纪末，国外涌现了一批技术装备巨头垄断了大型全断面盾的生产制造，其中维尔特公司和罗宾斯公司等巨头不断创新研究有了应用多套水平置的 TBM，能够针倾斜隧道展开施工[8-9]；到了 1990 年，为满足大直径隧道建设原不能满足工程要求，维尔特公司开创了多级多层掘进方法用现有小型掘进机开挖内再利用人工钻爆法进行二次作业意大利法，进而发展了用悬臂式掘进机如图 1.1 进作业的瑞士法。国外项目所用盾构设备也越来越全面先进可制造出最大直径 14.4m如图 1.2，刀盘滚刀可达 20in 并成功应用于尼亚加拉水电项目中[10-12]。国外盾构设基本完善，从人工到机械，从单一掘进到高度一体化作业，从小直径到大直径的发[13]。
辽宁工程技术大学硕士学位论文完善了整机系统的缺陷，为我国自主研发带来了曙光。自主创新阶段：2000 年开始我国将 TBM 装备制造作为重点科技项目，通过各单位斗，我国的大型盾构掘进设备装备制造关键技术研究已有了突破发展，有了一批自术打破了行业垄断。国内中铁重工集团于 2014 年试制了模型机如图 1.4 所示。自产径 TBM 下线，代表着我国有能力自主装备制造大型 TBM 设备，打破了国外技术的断，并能突破创新解决了一部分世界难题，进入行业第一梯队，成为盾构设备领域的竞争者。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分数阶PID和重复控制的快速刀具伺服系统[J]. 刘春芳,刘志. 沈阳工业大学学报. 2017(05)
[2]TBM技术在我国煤矿中的应用[J]. 秦晓光,徐辉东,刘林林. 低碳世界. 2016(26)
[3]TBM及其施工技术在中国的发展与趋势[J]. 荆留杰,张娜,杨晨. 隧道建设. 2016(03)
[4]TBM刀盘掘进载荷影响因素研究[J]. 夏毅敏,朱湘衡,林赉贶,杨妹. 现代制造工程. 2015(09)
[5]基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制[J]. 邵俊鹏,张领,金朝辉. 北京工业大学学报. 2015(04)
[6]基于AMESim/Simulink的液压位置伺服系统仿真[J]. 麦云飞,程奇. 机械工程与自动化. 2015(02)
[7]模糊PID技术在架车机举升单元同步控制中的应用[J]. 董佳,齐向东,王元友,张卓. 机械工程与自动化. 2015(02)
[8]TBM掘进机电磁换向阀动态特性仿真研究[J]. 胥景,杨忠炯,周立强,周振峰. 计算机仿真. 2015(01)
[9]基于模糊控制的带钢跑偏电液伺服系统研究[J]. 王慧,刘颖. 测控技术. 2014(11)
[10]TBM撑靴系统双球面零件的静力学分析[J]. 王栋,宋志东,肖波. 制造业自动化. 2014(18)
博士论文
[1]盾构掘进姿态控制关键技术研究[D]. 王林涛.浙江大学 2014
[2]悬臂式掘进机断面自动成形理论与控制策略研究[D]. 李军利.太原理工大学 2009
硕士论文
[1]高温井巷隔热材料的性能研究[D]. 王飞帆.安徽理工大学 2017
[2]全断面硬岩掘进机电控系统设计与研究[D]. 万应才.辽宁工程技术大学 2017
[3]TBM姿态控制技术研究[D]. 张振.浙江大学 2016
[4]基于OPC的三位一体控制平台在时变时滞系统中的应用[D]. 周其林.上海工程技术大学 2016
[5]TBM刀盘掘进载荷分布特性研究[D]. 朱湘衡.中南大学 2014
[6]基于PLC的冷凝燃气锅炉供热系统的研究与实现[D]. 王会占.河北工业大学 2014
[7]螺纹插装式平衡阀动态特性和内流场的研究[D]. 惠喜强.兰州理工大学 2013
[8]重庆地铁单护盾TBM掘进性能研究[D]. 赵文松.石家庄铁道大学 2013
[9]400mm厚板坯连铸机二冷水过程控制系统设计[D]. 王景然.东北大学 2012
[10]同煤集团宏大公司矿井安全监测监控系统的研究与实现[D]. 王鹏.电子科技大学 2012
本文编号：3344956
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