[發(fā)明專利]一種復(fù)合控制的盾構(gòu)機(jī)用姿態(tài)調(diào)整方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810107471.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN108316935B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鳳遠(yuǎn);洪開榮;韓偉鋒;張兵;孫振川;陳饋;周建軍;楊延棟;翟乾智;王發(fā)民;孫振中;郭海坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): E21D9/093
• 分類號(hào): E21D9/093;E21D9/06
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

本發(fā)明涉及一種復(fù)合控制的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整方法，采用粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)相結(jié)合，利用相鄰的區(qū)域的千斤頂作為補(bǔ)償缸，補(bǔ)入需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)粗調(diào)節(jié)，利用比例減壓閥對(duì)單個(gè)千斤頂推力調(diào)整實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)節(jié)。進(jìn)一步的，為了擴(kuò)大偏差的補(bǔ)償范圍，將需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域的臨近的兩個(gè)區(qū)域分為主補(bǔ)償區(qū)和副補(bǔ)償區(qū)，根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域的偏差的具體值，分別由主補(bǔ)償區(qū)和/或副補(bǔ)償區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)姿態(tài)的粗調(diào)節(jié)，當(dāng)粗調(diào)節(jié)結(jié)束后，利用比例減壓閥對(duì)單個(gè)千斤頂推力調(diào)整實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)節(jié)。該方法作為一種能夠調(diào)節(jié)更大偏差范圍的方法，能夠有效提高盾構(gòu)機(jī)分區(qū)區(qū)域內(nèi)的推力偏差調(diào)整范圍，而且復(fù)合控制使調(diào)節(jié)更精確，本發(fā)明有效地控制盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)姿態(tài)，提高施工質(zhì)量和施工效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)機(jī)用姿態(tài)調(diào)整方法，尤其涉及一種復(fù)合控制的盾構(gòu)機(jī)用姿態(tài)調(diào)整方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)動(dòng)作是由千斤頂實(shí)現(xiàn)的，通過千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)動(dòng)作使盾構(gòu)保持合適的姿態(tài)是盾構(gòu)能沿著設(shè)計(jì)的路線行進(jìn)的有效措施，但實(shí)際工況下，推進(jìn)系統(tǒng)會(huì)偏離預(yù)設(shè)軌道。推進(jìn)系統(tǒng)是分區(qū)控制的，現(xiàn)有的復(fù)合姿態(tài)調(diào)整方法有基于壓力流量復(fù)合控制各個(gè)液壓缸的，也有基于壓力速度復(fù)合控制各個(gè)液壓缸的，還有基于同一個(gè)區(qū)域內(nèi)液壓缸的數(shù)量和壓力進(jìn)行復(fù)合控制的。但這種復(fù)合控制方法的調(diào)節(jié)范圍有限，導(dǎo)致姿態(tài)調(diào)節(jié)困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種盾構(gòu)機(jī)用姿態(tài)調(diào)整方法，該方法作為一種能夠調(diào)節(jié)更大偏差范圍的方法，能夠有效提高盾構(gòu)機(jī)分區(qū)區(qū)域內(nèi)的推力偏差調(diào)整范圍，而且復(fù)合控制使調(diào)節(jié)更精確，本發(fā)明有效地控制盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)姿態(tài)，提高施工質(zhì)量和施工效率。

本發(fā)明采用粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)相結(jié)合，利用相鄰的區(qū)域的千斤頂作為補(bǔ)償用千斤頂，補(bǔ)入需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)粗調(diào)節(jié)，利用比例減壓閥對(duì)單個(gè)液壓缸推力調(diào)整實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)節(jié)。進(jìn)一步的，為了擴(kuò)大偏差的補(bǔ)償范圍，將需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域的臨近的兩個(gè)區(qū)域分為主補(bǔ)償區(qū)和副補(bǔ)償區(qū)，根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域的偏差的具體值，分別由主補(bǔ)償區(qū)和/或副補(bǔ)償區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償。具體的，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)液壓缸的原始分區(qū)區(qū)域的基礎(chǔ)上，利用相鄰區(qū)域中相鄰的一個(gè)液壓缸或多個(gè)液壓缸作為動(dòng)態(tài)補(bǔ)償液壓缸，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)需要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)，根據(jù)各分區(qū)區(qū)域的實(shí)際推力與該分區(qū)區(qū)域的預(yù)設(shè)推力之間的差值，對(duì)于需要進(jìn)行推力補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域，從與該需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域的相鄰的主補(bǔ)償區(qū)和/或副補(bǔ)償區(qū)中，選取一個(gè)或多個(gè)與該需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域相鄰的液壓缸歸入該需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)區(qū)域中，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償該分區(qū)區(qū)域的偏差壓力，從而實(shí)現(xiàn)姿態(tài)的粗調(diào)節(jié)，當(dāng)粗調(diào)節(jié)結(jié)束后，利用比例減壓閥對(duì)單個(gè)液壓缸推力調(diào)整實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明具體步驟如下：：

第一、將盾構(gòu)機(jī)分為四個(gè)推力區(qū)域，分別為第一推力區(qū)域、第二推力區(qū)域、第三推力區(qū)域、第四推力區(qū)域，每個(gè)推力區(qū)域中包括多個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸的進(jìn)油口處直接連接一個(gè)比例減壓閥，假定每個(gè)推進(jìn)液壓缸的推力均為p，p_n為第n個(gè)推力區(qū)域設(shè)定的總推力，1≤n≤4，而為第n個(gè)推力區(qū)域?qū)嶋H的總推力；

第二、首先進(jìn)行粗調(diào)節(jié)，其具體步驟如下：

S1、選定基準(zhǔn)區(qū)域，計(jì)算各個(gè)推力區(qū)域推力實(shí)際值與該推力區(qū)域推力設(shè)定值的差值，選擇差值小于0且差值絕對(duì)值最大的那個(gè)，即假定第m個(gè)推力區(qū)域?yàn)椴钪底畲蟮哪莻€(gè)，1≤m≤4，則第m個(gè)推力區(qū)域選定為基準(zhǔn)區(qū)域；

S2、判斷是否需要補(bǔ)償，根據(jù)其中[]為取整函數(shù)，當(dāng)b＝0時(shí)，則不需要補(bǔ)償，當(dāng)b>0時(shí)，則需要補(bǔ)償；

S3、選定主補(bǔ)償區(qū)和副補(bǔ)償區(qū)；當(dāng)b>0時(shí)，即第m個(gè)推力區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)區(qū)需要補(bǔ)償時(shí)，基準(zhǔn)區(qū)域的相鄰兩個(gè)區(qū)，即第m-1區(qū)和第m+1區(qū)為補(bǔ)償區(qū)，當(dāng)m-1＝0時(shí)，則第m-1區(qū)代表第四推力區(qū)，當(dāng)m+1＝5時(shí)，則第m+1區(qū)代表第一推力區(qū)；在兩個(gè)補(bǔ)償區(qū)內(nèi)選擇實(shí)際推力較基準(zhǔn)推力更大的一個(gè)區(qū)域?yàn)橹餮a(bǔ)償區(qū)，較小的一個(gè)區(qū)域?yàn)楦毖a(bǔ)償區(qū)，即假定則第m+1組為主補(bǔ)償區(qū)，第m-1組為副補(bǔ)償區(qū)；