[發明專利]一種模擬隧道與土體相互作用的管片荷載控制系統

有效

• 申請號: 201811311368.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109406182B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉干斌;姚燕明;葉俊能;肖廣良;酈亮;周俊宏;陸幸;楊磊
• 申請（專利權）人: 寧波大學;寧波市軌道交通集團有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G05B11/42
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 何仲

1.一種模擬隧道與土體相互作用的管片荷載控制系統，其特征在于包括油源模塊、多個并排設置的環架、多個均勻環繞設置在環架上的伺服液壓缸、管片形變采集模塊、通信模塊和與每個伺服液壓缸對應的運算控制模塊，每個所述的伺服液壓缸處設置有高精度位移傳感器和高精度力傳感器，所述的運算控制模塊包括PID控制器、比例控制器、電液比例閥和位移變化率運算模塊，所述的油源模塊用于通過所述的電液比例閥向所述的伺服液壓缸提供液壓油，所述的高精度位移傳感器用于將所述的伺服液壓缸的驅動桿的位移量分別傳送至所述的PID控制器及所述的位移變化率運算模塊，所述的位移變化率運算模塊用于根據所述的伺服液壓缸的驅動桿的位移量獲取對應的位移變化率并發送至所述的PID控制器，所述的高精度力傳感器用于采集所述的伺服液壓缸的驅動桿產生的荷載力并傳送至所述的PID控制器，所述的管片形變采集模塊用于采集試驗管片上在各個所述的伺服液壓缸處產生的形變量并通過所述的通信模塊分別發送至對應的所述的PID控制器，所述的PID控制器用于將接收到的形變量、位移量及荷載力分別乘以對應的預設權重后的值后進行累加并將累加后的結果作為比較值，再將外部輸入的荷載指令信號作為目標值，所述的PID控制器將比較值與目標值進行比較后得到控制信號并發送至所述的比例控制器，所述的比例控制器用于根據控制信號控制所述的電液比例閥的開合比例，所述的電液比例閥用于根據開合比例控制對應的所述的伺服液壓缸的驅動桿對試驗管片施加相應的荷載力；

所述管片荷載控制系統還包括預警模塊，所述的預警模塊預存有管片形變量閾值和驅動桿荷載力閾值，所述的預警模塊用于讀取由所述的高精度力傳感器采集的所述的伺服液壓缸的驅動桿產生的荷載力和由所述的管片形變采集模塊采集的試驗管片上由該荷載力產生的形變量，并分別將荷載力與驅動桿荷載力閾值比較，將形變量與管片形變量閾值比較，當荷載力超出驅動桿荷載力閾值或形變量超出管片形變量閾值時由所述的預警模塊控制所述的電液比例閥關閉。