[發明專利]一種基于巖石構成的TBM自適應加工參數的調整系統及方法

在審

• 申請號: 202210873818.9
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115097798A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 韓佳霖;高宏力;王力權;劉學;由智超;郭亮;李世超;鄧斌;王紹宇;吳向東
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 成都正象知識產權代理有限公司 51252
• 代理人: 高小敏

1.一種基于巖石構成的TBM自適應加工參數的調整系統，包括TBM主控室上位機、數據中心服務器與智能決策，TBM主控室上位機包含客戶端、PLC數據實時采集、便捷式能量色散X射線衍射分析儀，數據中心服務器包含大數據集群、工程數據庫、巖石類型數據庫，智能決策包含PLC控制器與TBM掘進過程，TBM主控室上位機與數據中心服務之間設置有數據通信接口。

2.一種基于巖石構成的TBM自適應加工參數的調整系統的方法，包括步驟一，數據收集；步驟二，數據分析；步驟三，參數比對；步驟四，執行確定值；其特征在于：

其中上述步驟一中，收集已經建成或正在建立的TBM施工隧道項目的工程信息，并存儲在大數據中心，形成工程數據庫，并將其存儲在PLC控制系統中，此數據庫包含巖體狀態信息數據庫和對應的TBM加工參數數據庫；

其中上述步驟二中，在獲取到的巖渣中抓取任一巖渣并放入巖渣樣本分析裝置中，即利用能量色散X射線衍射分析儀對巖渣樣本進行分析，進而得到實時的掘進環境中巖石的狀態信息；

其中上述步驟三中，將采集到的巖石狀態信息使用LMS算法進行濾波，LMS算法即自適應濾波算法，是wiener算法的擴展，具體公式為：

在實際應用中，我們使用瞬時梯度代替J(W)的數學期望：

于是得到LMS算法的更新公式：

W(n+1)＝W(n)+2μX(n)e(n)

上式是逐點更新，也就是每當給定一個新的x(n)和d(n)，濾波器系數就更新一次，μ表示更新步長，由此可以得到改進濾波后的輸出信號y(n)。

在巖體狀態信息數據庫中進行比對檢索，進而在TBM加工參數數據庫中確定出對應的加工參數；

其中上述步驟四中，確定出TBM當前的加工參數之后，通過PLC發出相應的控制指令，使執行機構輸出上述的確定值。