盾构机推进液压系统仿真控制研究

推进液压系统是盾构机的关键设备之一,对盾构掘进姿态、隧道开挖速度以及掌子面的稳定起着至关重要的作用。常规推进液压系统采用比例调速阀及比例溢流阀控制系统的速度与压力,利用PID算法抑制推进过程中系统的速度和压力的波动。该常规PID控制方法在稳定性较高的地质条件下效果明显,但在软弱不均的地质环境下波动明显,影响开挖速度及精度。通过对系统及推进过程中的稳态性误差进行分析,建立系统AMEsim仿真模型;然后利用Simulink算法建立一种BP神经网络控制器,将AMEsim模型与Simulink算法的BP神经网络控制器进行联合仿真。结果表明:与常规PID控制相比,BP神经网络结合PID控制策略针对变流量、变压力工况有更好的响应特性,可以更好地抑制速度与压力的波动。     

基于AMESIM的盾构机液压推进系统仿真分析

盾构机作为城市隧道建设的主要工程设备,已在我国得到了广泛的使用.在德国海瑞克盾构机的基础上进行国产化设计的盾构机为对象,论述其液压推进系统的组成及其工作原理,通过AMESIM软件建立推进系统模型,对其进行仿真分析.通过仿真发现,压力流量复合控制方式可以减小压力和流量的波动,提高推进系统的性能,更好地实现对盾构机的精密控制.     

盾构机推进液压系统比例压力流量复合控制仿真

本文以盾构挖掘机为背景,对其推进负载进行简化,建立盾构推进系统的模型,并进行仿真分析.提出比例压力流量复合控制方案,并应用AMEsim对其进行仿真.仿真证明比例压力流量复合控制方式可以减小控制压力引起的流量波动,提高了系统的控制性能,对盾构的自动控制有重要意义.     

基于AMESIM的EPB盾构刀盘液压驱动系统的仿真研究

结合某型盾构机,研究了6.4m土压平衡盾构机刀盘驱动液压系统的结构组成和工作原理,采用变量泵变量马达闭环控制方式,设计了6.4 m EPB盾构刀盘液压驱动系统.在AMEsim环境中建立刀盘驱动系统的仿真模型,按实际情况设置子模型参数,对刀盘速度负载特性和负载波动情况进行仿真,并对结果分析,为盾构机国产化研究提供参考依据.     

盾构机推进液压系统仿真分析

阐述了盾构机推进液压系统的原理,利用AMESim仿真工具对该系统进行了仿真分析。仿真结果表明,压力流量复合控制方式既可以进行压力闭环控制又可以进行流量闭环控制,从而减小压力和流量的波动,达到对推进压力和推进速度的实时控制的目的。     

基于AMESim全液压转向系统流量放大器特性分析

流量放大全液压转向系统中流量放大器单元使得系统具有负载敏感转向功能。针对流量放大全液压转向系统的结构特点,对系统中的流量放大器进行原理结构分析,对流量放大器的静态特性和动态特性进行分析。基于AMESim建立其静动态数学模型,根据仿真模型对流量放大器进行静动态特性研究,通过对不同工况的分析,得出流量放大器的工作特性并重点分析各种因素对其工作特性的影响规律。结果可知:流量放大器中优先阀弹簧刚度增大,优先阀动态响应加快,稳定流量有所增加,说明弹簧刚度增大有利于提高优先阀CF口流量的稳定性;阻尼孔的面积增大会使系统响应时间变短,但是系统震荡加剧,不利于系统的稳定。     

基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统

推进系统是盾构的关键系统之一。设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统,对推进液压缸进行了分区控制,阐述了推进液压系统的工作原理及其控制方式。利用AMESim仿真软件对推进液压系统的压力和流量特性进行了仿真分析,并在工程应用中进行了推进试验,仿真和工程实际应用表明所设计的推进液压系统可实时控制推进压力和推进速度,可以满足盾构的掘进要求。     

液压驱动往复增压器射流系统压力流量稳定性分析

介绍了液压驱动往复增压器水射流系统组成及工作原理,并对增压器压力 流量的波动特性进行了理论分析。建立了基于AMESim的仿真模型,通过比较不同参数下的仿真曲线和实验数据,分析了蓄能器容积、增压器运动规律控制和喷嘴数量等参数对系统压力流量特性影响,为提高系统压力 流量稳定性的参数优化提供了依据。     

盾构推进液压阀组AMESim仿真

推进液压阀组是盾构推进液压系统关键部件,与盾构推进液压系统电液换向阀配合控制推进缸伸缩动作,同时在推进停止时具有无泄漏保压功能,由于推进液压系统采用压力和流量复合控制,因此推进液压阀组要具有良好的动态特性,本文应用AMESim软件对推进液压阀组进行建模仿真,并对液压阀组的工作特性给予分析。     

盾构推进液压阀组AMESim仿真

推进液压阀组是盾构推进液压系统关键部件,与盾构推进液压系统电液换向阀配合控制推进油缸伸缩动作,同时在推进停止时具有无泄漏保压功能,由于推进液压系统采用压力和流量复合控制,因此推进液压阀组要具有良好的动态特性,本文应用AMESim软件对推进液压阀组进行建模仿真,并对液压阀组的工作特性给予分析。     

盾构机推进液压系统设计与仿真分析

对盾构机推进液压系统做了详细的介绍,阐述了其系统组成及工作原理。该系统应用电液比例控制技术实现了推进力和位移的控制。通过对推进系统的仿真分析表明:采用电液比例泵和比例减压阀的控制策略,满足了系统的推进速度和压力要求。     

Simulation analysis of pressure regulation of hydraulic thrust system on a shield tunneling machine

Hydraulic thrust system is an important system in a shield tunneling machine. Pressure regulation of thrust cylinders is the most important function for thrust system during tunnel excavation. In this paper, a hydraulic thrust system is explained, and a corresponding simulation model is carried out in order to study the system characteristics. Pressure regulation of a certain group’s cylinders has little influence on regulation of the other groups’ cylinders. The influence will not affect the process much during tunnel excavation. Pump displacement may have a greater effect on pressure regulation and oil supply flow rate should be adaptive to the system’s demand. A exacting situation is simulated to explain how pressure regulation works during tunnel excavation.     

盾构试验台模拟加载器液压系统仿真分析

盾构机试验台模拟加载器是再现试验台掘进工况的装置,其精度的高低就决定了试验台试验研究符合现实工况的程度.本文运用AMESim和MATLAB/Simulink仿真软件联合建立了液压系统仿真模型,对加载液压系统压力控制特性进行仿真分析.并运用PID控制策略对液压系统进行控制,使得加载系统的误差精度可满足设计要求.     

土压平衡盾构地层适应性设计理论和方法研究

为了探讨盾构机工作参数与土体的相互关系,针对土压平衡盾构的特点在模拟试验台上进行了掘进试验。分析了盾构总推力、刀盘扭矩和土仓土压力的变化关系及其影响因素,同时还研究了刀盘开口率对刀盘扭矩的影响规律。试验结果表明：在土压平衡的情况下,刀盘扭矩和盾构总推力有良好的线性关系,并且盾构总推力随着推进距离的增加而缓慢地增加。     

复合地层中掘进的盾构机刀盘动态驱动转矩研究

复合地层掘进扭矩载荷突变是造成盾构机掘进过程中堵转停机的直接原因,考虑盾构机刀盘驱动变频调速电机特性、转矩传递过程中齿轮啮合刚度及齿侧间隙等非线性因素,建立冗余驱动的盾构机刀盘切削系统机电耦合动力学模型;针对典型复合地层地质条件,对盾构机在上软下硬地层掘进过程中刀盘驱动转矩动态特性进行仿真分析。结果表明,在软土体积百分比为70%复合地层中,掘进扭矩载荷显著高于50%软土百分比复合地层;盾构机在由50%软土百分比地层掘进进入70%软土百分比地层过程中,刀盘驱动电机负荷瞬间增大,甚至超出其工作极限,电机无法稳定工作,容易导致堵转发生,该结果可以部分解释我国昆明上公山隧道施工中频繁出现堵转事故的原因,为盾构机复杂地质条件下顺应性设计提供指导。     

插装式电磁溢流阀压力响应特性的影响因素研究

大学机械工程学院, 江苏镇江212013） 摘要：针对某公司生产的QC11Y30×15000型剪板机工作效率低、系统压力响应慢等问题,推导了插装式电磁溢流阀的数学模型,分析其相关参数对系统压力响应的影响。建立AMESim仿真模型,研究了剪板机工作过程中系统建压和泄压的动态过程。结果表明,主阀弹簧刚度和旁置式阻尼孔对系统建压时间影响程度较大,控制盖板阻尼孔对系统泄压时间影响程度较大,但系统工作压力和系统总流量对系统建压、泄压时间影响程度均极小。     

V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响

偏导射流级作为伺服阀关键部件，其偏转板上V形槽位置对前置级压力特性起决定性作用，进而影响了整个系统的稳定性。以某航空发动机用燃油电液伺服阀为研究对象，在分析其前置级结构及工作原理的基础上，建立偏导射流级三维模型，以Fluent流场仿真软件为平台，建立V形槽不同位置时的流场仿真模型，得到了V形槽不同横向位移及纵向偏移下左右接收孔恢复压力及压差，分析了V形槽不同偏移量对前置级压力增益及液流特性的影响，为偏导射流式伺服阀装配及调试提供了一定的参考依据。     

盾构推进液压系统控制分析

采用电液比例控制技术设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统。利用基于CC-Link现场总线的PLC控制实现了盾构推进液压系统速度和压力的协调控制,采用组态王软件开发的盾构推进液压监控系统实现了人机交互。推进液压系统在盾构模拟试验台上进行了实验分析,结果表明：所设计的推进电液控制系统能实时控制推进压力和推进速度,显著减少了速度压力调节的相互干涉,能较好地满足盾构在不同地质情况下推进控制的基本要求。