基于自主纠偏算法的隧洞盾构机施工掘进姿态控制方法

作     者：邓波 DENG Bo

作者机构：中铁十八局集团第五工程有限公司天津300450 

出 版 物：《西昌学院学报（自然科学版）》 (Journal of Xichang University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第38卷第2期

页      面：70-75页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：珠江三角洲水资源配置工程土建施工A5标(CD88-GC04-2019-0083) 

主　　题：自主纠偏 盾构机 栅格地图 掘进姿态 PID 神经网络 

摘      要：隧洞盾构机掘进施工过程中,单一的姿态调节参数保持固定不变,使得构机施工轴线偏差较大。因此,提出基于自主纠偏算法的隧洞盾构机施工掘进姿态控制方法。运用三角网格算法,对隧洞施工空间环境地图进行剖分处理,建立掘进空间栅格地图;在栅格地图中分析每个盾构单环掘进的线性位移过程,获取盾构机施工掘进具体姿态。与期望施工掘进姿态进行对比,计算出当前盾构机施工位姿偏差,结合PID控制算法和BP神经网络,设计新型自主纠偏算法,根据实时位姿偏差,自适应调整姿态调节参数,实现盾构机施工姿态纠偏控制。算例测试结果表明:新研究控制方法应用后,盾构机施工的轴线偏差不超过10mm,满足了掘进姿态控制标准要求。