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TBM隧道掘进机推进系统的研究

王晨光  
【摘要】: TBM隧道掘进机是随着城市密集化、交通、上下水道、电气控制与通讯设施的发展而发展起来的先进隧道施工设备,是一种集机械、电气、液压、测控等诸多学科于一体的隧道掘进专用工程设备。随着城市建设的发展,该技术已成为国内外工程界的研究热点。研究TBM隧道掘进机技术对推动我国装备制造水平,增强自主创新能力有重要意义。 论文概述了TBM的发展历程、国内外研究现状及发展趋势,阐明了我国发展隧道掘进机技术的意义。 本课题是以天山TBM隧道掘进机改造项目为背景,论文主要分为两个部分: 第一,论文在分析TBM隧道掘进机结构组成特点以及隧道施工工艺的基础上,根据实际工程项目的改造要求,对TBM隧道掘进机控制系统进行方案设计。该方案包括系统硬件结构设计、选型及控制程序的编写。对控制程序的编写,本文着重介绍了掘进机刀盘驱动系统与TBM自动推进系统的推力控制和扭矩控制这两个方面。并且在此基础上参与现场调试。第二,分析系统特点,提出扭矩、推力协调控制的双闭环结构控制系统。第三,论文结合推进系统工作原理,对其进行了建模,并利用MATLAB语言编程与SIMULINK仿真相结合的方法,对推力控制分别采用了扭矩与推力的双闭环PID控制,模糊PID控制与神经网络PID控制的仿真。通过仿真结果,最终得到较理想的控制方案。


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