盾构掘进机推进系统非线性PID控制仿真分析.pdf

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2008年 7月机床与液压 Jul 2008
第 36卷第 7期 MACH INE TOOL & HYDRAUL ICS Vol 36 No 7
盾构掘进机推进系统非线性 PID控制仿真分析
施虎 1 , 龚国芳 1 , 杨华勇 1 , 胡国良 2
(1 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室, 浙江杭州 310027;
2 华东交通大学机电工程学院, 江西南昌 330013)
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摘要: 给出了采用压力流量复合控制的盾构掘进机推进液压系统工作模型, 对其中的比例调速阀和比例溢流阀在
AMESim环境下进行了模型构建, 并完成了阀基本参数的优化设计。采用一种简化的动态土体粘弹性模型模拟盾构实际推
进过程中的复杂负载工况。引入一种采用偏差修正参数的非线性 P ID控制器并在 Matlab /Simulink环境下建模。为充分发挥
各软件的优势, 通过 AMESim与 Simulink接口界面, 实现了液压控制系统的联合仿真。仿真结果表明, 与常规 P ID 控制相
比, 非线性 P ID对盾构推进液压系统的控制效果更佳。
关键词: 盾构; 推进液压系统; AMESim; 联合仿真; 非线性 P ID
中图分类号: TH137 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 3881 (2008) 7 - 076 - 4
S im ula tive Study of Thrust Hydraulic System of Sh ield
Tunneling M ach ine w ith Non linear P ID Con troller
SH I Hu1 , GONG Guofang1 , YANG Huayong1 , HU Guoliang2
(1 State Key Laboratory of Fluid Power Transm ission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China;
2 College ofMechatronics, East China J iaotong University, Nanchang 330013, China)
Abstract: The thrust hydraulic system of shield tunneling machine with p ressure and pound control was p resented. The
p roportional flow control valve and p ressure relief valve were modeled in AMESim software, and the op tim izations of concerned parame
ters p leted with the batch p rocess function. To simulate the load under the real tunneling condition, a simp lified visco elas
tic