盾构EPB模拟实验系统的建模与仿真

采用功率键合图方法,建立了盾构土压平衡模拟实验系统的数学模型,利用模拟实验系统实验数据,辨识出了模型的参数.实验证明该模型的数字仿真结果与模拟实验相吻合,表明所建立的模型可以代替模拟实验系统.利用该模型进行数字仿真,不受物理模拟实验系统的限制,可以拓宽模拟实验研究范围,为盾构土压平衡系统的动态分析和优化设计提供理论支持.     

盾构掘进机推进速度控制性能分析

在分析基于压力和速度复合控制原理的盾构掘进机推进液压系统基础上,以推进系统分区控制中的单组推进液压缸为控制对象,建立了速度控制的数学模型,并进行了相应的动态特性分析,进一步分析了液压油液体积弹性模量、系统总泄漏以及土质特性等内部和外部不确定因素对控制性能的影响。在模拟实验台上完成了模拟地面10m以下不同地质状况中的掘进实验。结果表明,采用比例调速阀和比例溢流阀分别构成推进速度和压力闭环控制的盾构掘进机推进系统能够消除推进遇到的各种不确定因素的影响,较好地完成不同地质条件下的掘进控制任务。     

基于恒压网络的双圆盾构EPB模拟实验系统建模及仿真

采用功率键合图法建立基于恒压网络的单圆盾构土压平衡模拟实验系统仿真模型,并验证模型的有效性.在此仿真模型基础上,利用仿真模型不受物理条件限制的优点,建立了基于恒压网络的双圆盾构土压平衡模拟实验系统仿真模型,并进行了仿真研究.仿真结果表明,模型可基本实现双圆盾构土压平衡模拟实验系统的工况模拟,对建立基于恒压网络的双圆盾构土压平衡模拟实验系统有借鉴作用.     

基于神经网络的盾构液压推进系统的参数辨识

为了提高盾构液压推进系统速度控制的精度,减小建立数学模型与实际系统之间的偏差,提出基于时延神经网络和系统参数上下界值的动态系统参数辨识方法。在建立盾构液压推进系统速度控制模型的基础上,利用神经网络在待辨识参数的范围内对系统的不定参数进行辨识,搜索出更逼近实际盾构推进系统的一组参数,满足对系统输入实际信号时能够准确地得到实际系统的输出。利用盾构模拟实验台的另一组采样数据对系统辨识结果进行验证,结果表明：该辨识方法得到的模型能够逼近真实的物理系统。     

复合地层盾构切削系统协同仿真研究

基于复合地层盾构切削过程中的变载荷特性,采用协同仿真方法建立了盾构切削系统机械控制模型。针对几种典型地层工况下盾构在复合地层间的切削作业,由机械系统动力学模型确定刀盘输出转速、控制系统模型解算驱动力矩,通过机械和控制两系统实时数据交互实现了外部阻力矩变化时对盾构刀盘转速的动态控制。所建切削系统协同仿真模型具有良好的地层适应性,为进一步研究盾构刀盘地质适应性设计理论及复合地层掘进过程中协调可控性的优化设计提供了参考。     

基于神经网络的盾构液压推进系统的参数辨识（英文）

为了提高盾构液压推进系统速度控制的精度,减小建立数学模型与实际系统之间的偏差,提出基于时延神经网络和系统参数上下界值的动态系统参数辨识方法。在建立盾构液压推进系统速度控制模型的基础上,利用神经网络在待辨识参数的范围内对系统的不定参数进行辨识,搜索出更逼近实际盾构推进系统的一组参数,满足对系统输入实际信号时能够准确地得到实际系统的输出。利用盾构模拟实验台的另一组采样数据对系统辨识结果进行验证,结果表明:该辨识方法得到的模型能够逼近真实的物理系统。     

土压平衡盾构推进电液控制系统仿真及试验研究

介绍了采用压力流量复合控制的土压平衡盾构模拟推进电液控制系统的工作原理,以土体线性粘弹性模型作为负载建立了比例溢流阀、比例调速阀和液压缸的数学模型,分别导出了比例溢流阀控制推进系统压力和比例调速阀控制推进系统速度的传递函数。采用常规PID控制对压力和速度控制系统的阶跃特性和稳定性进行仿真分析,验证其可行性。通过对盾构模拟推进试验结果分析可以看出该液压系统在模拟盾构推进试验中达到了预期的控制效果,为实际盾构推进液压系统的设计提供一定的参考依据。     

一种盾构推进系统模拟平台设计与研究

为了研究盾构液压推进系统控制特性,设计了一种盾构推进系统模拟平台。从机械结构、液压系统两方面详细分析了实验台的设计过程,并结合实验台控制特性的要求进行了实验分析。实验结果验证了设计方案的准确性和实验台控制性能的可靠性。     

二次调节技术在盾构EPB模拟系统惯性能回收中的应用

提出一种基于二次调节技术的盾构土压平衡系统,系统制动过程中调节二次元件的排量作泵工况,在螺旋输送机的惯性带动下向系统回馈能量.模拟实验表明,这种基于二次调节技术的盾构土压平衡系统能取得明显的惯性能回收效果,系统能量回收效率受二次元件的排量、系统油源压力及转速等参数的影响,在能量回收过程中实行恒转矩控制能使系统制动过程平缓,并能满足制动时间等要求.     

盾构土压平衡控制机理实验系统设计

介绍了一个盾构土压平衡控制机理实验系统,其实验平台由拉杆与后靠、千斤顶、土箱、模拟盾构、弃土回收箱等部分组成,液压系统采用电液比例控制技术、变转速泵控马达技术、压力流量复合控制技术等先进技术.监控系统由一台工控机和PLC组成,应用组态软件开发相应的监控程序.该系统不仅可以进行土压平衡机理研究,而且也能够用于盾构的电液控制技术研究、盾构驱动参数优化设计研究以及进行先进控制方法的研究.     

电控正流量挖掘机分工况功率匹配研究

针对目前电控正流量挖掘机系统研究较少、空载时能量损失大、发动机与主泵功率不匹配以及节能控制效果不佳的问题,搭建基于AMESim和Simulink的挖掘机电液系统联合仿真平台,提出一种双变量泵的发动机-泵恒功率控制方法。通过样机仿真实验以及分工况功率匹配研究,验证搭建的电控正流量挖掘机系统的正确性以及分工况功率匹配的有效性。仿真实验结果表明：设计的仿真模型以及功率匹配策略表现良好,在仿真和实验中,不同的工况模式下均可以保证泵的恒功率特性,可以实现对发动机的功率控制,发动机功率可以得到充分利用。     

外骨骼关节驱动神经网络滑模力控制研究

针对外骨骼机器人液压关节驱动系统具有非线性、不确定参数等特性,导致模型建立困难以及负重时具有不确定冲击扰动的问题,基于电液伺服系统特性,建立以弹性负载为外负载的数学模型。为减小负重时冲击扰动项对力控制的影响,引入径向基（RBF）神经网络对干扰项进行补偿,设计一种基于RBF神经网络的滑模力控制策略。通过系统特性进一步验证模型可行性,并进行仿真试验对比。结果表明：与PID控制相比,所设计的控制策略响应时间更短,跟踪误差缩小70.5%;变负载工况下,所设计的控制策略具有更好的跟随能力、更强的鲁棒性能,可以满足外骨骼机器人关节驱动的力控制要求。平台试验进一步验证了仿真结果的有效性与正确性。     

空间对接综合试验台及其大回路系统的控制模式

介绍空间交会对接和对接半物理仿真的概念,以空间交会对接综合实验台为研究对象,分析对接综合试验台的基本组成环节和大回路控制系统的工作原理,进一步,根据地面半物理仿真台大回路系统在对接各阶段的结构,将大回路控制系统的控制过程分为三种典型模式,确定设计控制器的控制规律并比较三种不同控制模式的工作特点,最后提出了特定条件下一种对接控制模式的工作过程并给出其控制方框图。     

基于AMESim的脉动灌浆系统建模与特性分析

为了了解脉动灌浆系统的力学特性以及压力等参数的控制特性,通过对脉动灌浆系统组成和工作原理进行分析,基于AMESim仿真平台建立了脉动灌浆系统仿真模型。为了验证模型的正确性,将施工现场监测的输浆管道压力和流量数据与仿真模型的输出数据进行比较。结果表明：该仿真模型能够较为准确地模拟系统的动态曲线变化规律,压力及流量的平均相对误差分别为6.4%、7.6%,验证了模型的正确性。根据灌浆条件的变化,通过仿真模型分析,得到了不同的泵送频率、浆液黏度、管道长度等条件下的浆液管道内压力和流量特性的变化曲线。     

大型装备电液系统鲁棒H_∞位置控制

针对大型装备电液系统非线性、参数不确定性问题,建立了比例阀控非对称缸液压系统的非线性动态模型。考虑反馈控制,建立了具有不确定参数系统线性化数学模型。基于边界理论和线性矩阵不等式,提出了电液系统鲁棒H_∞位置控制策略。着重考虑系统结构化系数的擅动,构建了具有积分行为的H_∞控制器,设计了估测系统内部状态的观测器。通过仿真和实验,验证了提出的算法和控制策略。对比了系统参数不变、外负载力变化下和系统参数变化下系统的鲁棒性和稳定性。仿真和实验结果表明,提出的具有积分行为的鲁棒H_∞位置控制策略能提高系统的鲁棒性和稳定性。     

非均匀厚壁管料弯折成形及回弹仿真

基于著名的通用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对某大型发电设备转子线圈使用的非均匀大壁厚铜银合金管料的弯折成形及回弹进行了仿真分析,并进行了试验,结果表明采用仿真计算能够快速有效地对管料的弯折特性进行分析,为数控管线成形设备传动链参数设计提供参考。     

海底沉积物压力自动控制系统的仿真和实验研究

通过控制海底沉积物的压力环境可以研究不同压力环境对海底沉积物声学特性的影响程度和机制。根据海底沉积物声学特性实验的压力控制要求,设计并实现了海底沉积物压力自动控制系统,构建了其机械传动装置及测试舱的数学模型。通过仿真和实验研究,对系统进行了性能分析。实验结果表明:通过采用一定的控制策略,海底沉积物压力自动控制系统达到系统设计指标,为在海底沉积物声学特性实验提供了很好的实验研究条件。     

负载试验用张力绞车电液控制系统研究

根据绞车负载试验系统的特点，讨论了不同工作状况下系统对于负载试验用张力绞车的性能要求，据此设计了张力绞车的电液控制系统。提出了依据工作状态区分基于压差反馈的张力控制过程与基于速度预估的速度调整过程，并针对不同的控制过程设计了不同的控制算法。试验证明，本文提出的电液控制系统在缆绳张力控制过程中具有良好的控制特性。