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管片拼装机
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反演滑模位置速度...
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重载不平衡工况
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交叉耦合控制
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双缸同步
机构
1 篇
郑州轻工业大学
作者
1 篇
张旭帮
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中文
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"主题词=反演滑模位置速度复合控制"
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重载不平衡工况下管片拼装机提升双缸同步
控制
研究
重载不平衡工况下管片拼装机提升双缸同步控制研究
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引用
作者:
张旭帮
郑州轻工业大学
学位级别:硕士
伴随“中国制造2025”战略的推进,制造业、工程建造等领域将面向智能化方向发展,智能化时代的到来对隧道建设技术的发展提出新的挑战,提高管片拼装效率与精度是实现管片智能化拼装的关键。管片拼装作为盾构施工中的一个重要环节,其拼装...
详细信息
伴随“中国制造2025”战略的推进,制造业、工程建造等领域将面向智能化方向发展,智能化时代的到来对隧道建设技术的发展提出新的挑战,提高管片拼装效率与精度是实现管片智能化拼装的关键。管片拼装作为盾构施工中的一个重要环节,其拼装效率与质量直接影响盾构施工进度。在实际拼装过程中,由于管片拼装机运行速度慢、负载大、液压系统高度非线性以及拼装工况复杂多变等特性,导致其提升双缸极易出现运动不同步问题,这严重影响管片的拼装效率与质量。针对上述问题,本文提出了一种基于反演滑模位置速度复合控制的双缸交叉耦合同步控制策略,主要研究内容如下:(1)建立管片拼装机提升系统阀控非对称缸的非线性数学模型。分析了管片拼装机提升双缸系统的结构与控制原理,结合实际拼装工况下双缸的运动特性对提升双缸与负载管片整体进行动力学建模,采用机理建模方法结合现代控制理论以微分方程的形式建立了系统非线性数学模型并推导了系统状态空间方程,针对液压缸非线性摩擦力采用静态Stribeck模型进行了曲线拟合与参数辨识,最后在MATLAB/Simulink中建立阀控非对称缸Simulink模型并分析了在PID位置闭环控制下的系统特性。(2)考虑到拼装时的重载不平衡工况与系统非线性、摩擦力等干扰因素对双缸同步性的影响,在单缸子系统中采用了反演法设计的滑模位置控制器与速度前馈补偿控制结合,然后结合交叉耦合控制对双缸系统进行误差补偿,结合不同工况对双缸同步控制Simulink模型进行仿真分析,在保证单缸位置与速度高精度控制的基础上又进一步提高了双缸同步控制精度。(3)搭建管片拼装机Simscape多域物理系统虚拟仿真平台,并结合管片拼装机物理实验平台进行双缸同步控制策略的仿真与实验验证。采用本文所设计的基于反演滑模位置速度复合控制的双缸交叉耦合同步控制策略在管片拼装机Simscape多域物理系统虚拟仿真平台与物理实验平台上进行控制实验验证,结果表明,本文所设计控制策略能有效提高提升双缸的同步控制精度。
关键词:
管片拼装机
双缸同步
重载不平衡工况
反演滑模位置速度复合控制
交叉耦合
控制
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