CN108316935A - 一种复合控制的盾构机用姿态调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合控制的盾构机姿态调整方法，采用粗调节和细调节相结合，利用相邻的区域的千斤顶作为补偿缸，补入需要补偿的分区区域内，从而实现粗调节，利用比例减压阀对单个千斤顶推力调整实现细调节。进一步的，为了扩大偏差的补偿范围，将需要补偿的分区区域的临近的两个区域分为主补偿区和副补偿区，根据需要补偿的分区区域的偏差的具体值，分别由主补偿区和/或副补偿区进行补偿，从而实现姿态的粗调节，当粗调节结束后，利用比例减压阀对单个千斤顶推力调整实现细调节。该方法作为一种能够调节更大偏差范围的方法，能够有效提高盾构机分区区域内的推力偏差调整范围，而且复合控制使调节更精确，本发明有效地控制盾构机的推进姿态，提高施工质量和施工效率。

Description

一种复合控制的盾构机用姿态调整方法

技术领域

本发明涉及一种盾构机用姿态调整方法，尤其涉及一种复合控制的盾构机用姿态调整方法。

背景技术

盾构机的推进动作是由千斤顶实现的，通过千斤顶的协调动作使盾构保持合适的姿态是盾构能沿着设计的路线行进的有效措施，但实际工况下，推进系统会偏离预设轨道。推进系统是分区控制的，现有的复合姿态调整方法有基于压力流量复合控制各个液压缸的，也有基于压力速度复合控制各个液压缸的，还有基于同一个区域内液压缸的数量和压力进行复合控制的。但这种复合控制方法的调节范围有限，导致姿态调节困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种盾构机用姿态调整方法，该方法作为一种能够调节更大偏差范围的方法，能够有效提高盾构机分区区域内的推力偏差调整范围，而且复合控制使调节更精确，本发明有效地控制盾构机的推进姿态，提高施工质量和施工效率。

本发明采用粗调节和细调节相结合，利用相邻的区域的千斤顶作为补偿用千斤顶，补入需要补偿的分区区域内，从而实现粗调节，利用比例减压阀对单个液压缸推力调整实现细调节。进一步的，为了扩大偏差的补偿范围，将需要补偿的分区区域的临近的两个区域分为主补偿区和副补偿区，根据需要补偿的分区区域的偏差的具体值，分别由主补偿区和/或副补偿区进行补偿。具体的，在盾构机推进液压缸的原始分区区域的基础上，利用相邻区域中相邻的一个液压缸或多个液压缸作为动态补偿液压缸，当盾构机需要进行姿态调节时，根据各分区区域的实际推力与该分区区域的预设推力之间的差值，对于需要进行推力补偿的分区区域，从与该需要补偿的分区区域的相邻的主补偿区和/或副补偿区中，选取一个或多个与该需要补偿的分区区域相邻的液压缸归入该需要补偿的分区区域中，动态补偿该分区区域的偏差压力，从而实现姿态的粗调节，当粗调节结束后，利用比例减压阀对单个液压缸推力调整实现细调节。

本发明具体步骤如下：：

第一、将盾构机分为四个推力区域，分别为第一推力区域、第二推力区域、第三推力区域、第四推力区域，每个推力区域中包括多个液压缸，每个液压缸的进油口处直接连接一个比例减压阀，假定每个推进液压缸的推力均为p，p_n为第n个推力区域设定的总推力，1≤n≤4，而为第n个推力区域实际的总推力；

第二、首先进行粗调节，其具体步骤如下：

S1、选定基准区域，计算各个推力区域推力实际值与该推力区域推力设定值的差值，选择差值小于0且差值绝对值最大的那个，即假定第m个推力区域为差值最大的那个，1≤m≤4，则第m个推力区域选定为基准区域；

S2、判断是否需要补偿，根据其中[]为取整函数，当b＝0时，则不需要补偿，当b>0时，则需要补偿；

S3、选定主补偿区和副补偿区；当b>0时，即第m个推力区域为基准区需要补偿时，基准区域的相邻两个区，即第m-1区和第m+1区为补偿区，当m-1＝0时，则第m-1区代表第四推力区，当m+1＝5时，则第m+1区代表第一推力区；在两个补偿区内选择实际推力较基准推力更大的一个区域为主补偿区，较小的一个区域为副补偿区，即假定则第m+1组为主补偿区，第m-1组为副补偿区；

S4、确定补偿的油缸数；优先选择主补偿区进行补偿，主补偿区补偿不足时，由副补偿区进行继续补偿。具体为，时，当c>b时，由主补偿区提供与基准区域临近的b个推力油缸为基准区提供补偿，副补偿区无需进行补偿；当b>c>0时，由主补偿区提供与基准区域临近的c个推力油缸为基准区提供补偿，由副补偿区提供与基准区域临近的b-c个推力油缸进行补偿；当c<0时，主补偿区不提供补偿，而由副补偿区提供与基准区域临近的b个推力油缸为基准区进行补偿；通过主补偿区和副补偿区的补偿，使得基准区的

S5、继续重复第S1-S4步，使得所有的时，该粗调节过程结束；

第三、粗调节结束后，进行细调节，细调节步骤如下：

SS1、计算的数值，当其等于零时，则该区域内的液压缸不需要进行细调节；当其不等于零时，需要细调节；

SS2、需要进行细调节时，当时，减小该区域内相应液压缸的比例减压阀的输出压力，从而使得该区域的实际总推力与设定的总推力相等；当时，增大该区域内相应液压缸的比例减压阀的输出压力，从而使得该区域的实际总推力与设定的总推力相等；

SS3、继续重复第SS1-SS2步，使得所有的时，整个调节过程结束。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明采用粗调节和细调节相结合，利用相邻的区域的液压缸作为补偿缸，补入需要补偿的分区区域内，从而实现粗调节，利用比例减压阀对单个液压缸推力调整实现细调节。进一步的，为了扩大偏差的补偿范围，将需要补偿的分区区域的临近的两个区域分为主补偿区和副补偿区，根据需要补偿的分区区域的偏差的具体值，分别由主补偿区和/或副补偿区进行补偿。具体的，在盾构机推进液压缸的原始分区区域的基础上，利用相邻区域中相邻的一个液压缸或多个液压缸作为动态补偿液压缸，当盾构机需要进行姿态调节时，根据各分区区域的实际推力与该分区区域的预设推力之间的差值，对于需要进行推力补偿的分区区域，从与该需要补偿的分区区域的相邻的主补偿区和/或副补偿区中，选取一个或多个与该需要补偿的分区区域相邻的液压缸归入该需要补偿的分区区域中，动态补偿该分区区域的偏差压力，从而实现姿态的粗调节，当粗调节结束后，利用比例减压阀对单个液压缸推力调整实现细调节。

在粗调节和细调节过程中，充分考虑各补偿区的实际情况，分情况进行补偿，保证所有区域的推力偏差均在允许范围内，保证了姿态调节的效果。

附图说明

图1是本发明粗调节原理示意图。

图中：1为第一推力区域；2为第二推力区域；3为第三推力区域；4为第四推力区域；5为补偿后的第二推力区域；6为推进液压缸。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

第一、将盾构机分为四个推力区域，分别为第一推力区域、第二推力区域、第三推力区域、第四推力区域，每个推力区域中包括多个液压缸，每个液压缸的进油口处直接连接一个比例减压阀，假定每个推进液压缸的推力均为p，p_n为第n个推力区域设定的总推力，1≤n≤4，而为第n个推力区域实际的总推力；

第二、首先进行粗调节，其具体步骤如下：

S1、选定基准区域，计算各个推力区域推力实际值与该推力区域推力设定值的差值，选择差值小于0且差值绝对值最大的那个，即假定第m个推力区域为差值最大的那个，1≤m≤4，则第m个推力区域选定为基准区域；

S2、判断是否需要补偿，根据其中[]为取整函数，当b＝0时，则不需要补偿，当b>0时，则需要补偿；

S3、选定主补偿区和副补偿区；当b>0时，即第m个推力区域为基准区需要补偿时，基准区域的相邻两个区，即第m-1区和第m+1区为补偿区，当m-1＝0时，则第m-1区代表第四推力区，当m+1＝5时，则第m+1区代表第一推力区；在两个补偿区内选择实际推力较基准推力更大的一个区域为主补偿区，较小的一个区域为副补偿区，即假定则第m+1组为主补偿区，第m-1组为副补偿区；

S4、确定补偿的油缸数；优先选择主补偿区进行补偿，主补偿区补偿不足时，由副补偿区进行继续补偿。具体为，时，当c>b时，由主补偿区提供与基准区域临近的b个推力油缸为基准区提供补偿，副补偿区无需进行补偿；当b>c>0时，由主补偿区提供与基准区域临近的c个推力油缸为基准区提供补偿，由副补偿区提供与基准区域临近的b-c个推力油缸进行补偿；当c<0时，主补偿区不提供补偿，而由副补偿区提供与基准区域临近的b个推力油缸为基准区进行补偿；通过主补偿区和副补偿区的补偿，使得基准区的

S5、继续重复第S1-S4步，使得所有的时，该粗调节过程结束。

第四、粗调节结束后，进行细调节，细调节步骤如下：

SS1、计算的数值，当其等于零时，则该区域内的液压缸不需要进行细调节；当其不等于零时，需要细调节；

SS2、需要进行细调节时，当时，减小该区域内相应液压缸的比例减压阀的输出压力，从而使得该区域的实际总推力与设定的总推力相等；当时，增大该区域内相应液压缸的比例减压阀的输出压力，从而使得该区域的实际总推力与设定的总推力相等；

SS3、继续重复第SS1-SS2步，使得所有的时，整个调节过程结束。

以图1为例，其示出第二区域为基准区域时的粗调节过程，在该过程中，第三区域和第一区域向第二区域的补偿情况。当第二推力区域判定为基准组时，则第一区域和第三区域作为补偿区，当第三区域的实际推力较其设定推力更大时，选择第三区域作为主补偿区，第一区域作为副补偿区，假定则第三区域需向第二区域补偿两个推力液压缸，第一区域需向第二区域补偿一个推力液压缸。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种复合控制的盾构机用姿态调整方法，具体步骤如下：第一、将盾构机分为四个推力区域，分别为第一推力区域、第二推力区域、第三推力区域、第四推力区域，每个推力区域中包括多个千斤顶，每个千斤顶的进油口处直接连接一个比例减压阀，假定每个推进千斤顶的推力均为p，p_n为第n个推力区域设定的总推力，1≤n≤4，而为第n个推力区域实际的总推力；

第二、首先进行粗调节，其具体步骤如下：

S1、选定基准区域，计算各个推力区域推力实际值与该推力区域推力设定值的差值，选择差值小于0且差值绝对值最大的那个，即假定第m个推力区域为差值最大的那个，1≤m≤4，则第m个推力区域选定为基准区域；

S2、判断是否需要补偿，根据其中[]为取整函数，当b＝0时，则不需要补偿，当b>0时，则需要补偿；

S3、选定主补偿区和副补偿区；当b>0时，即第m个推力区域为基准区需要补偿时，基准区域的相邻两个区，即第m-1区和第m+1区为补偿区，当m-1＝0时，则第m-1区代表第四推力区，当m+1＝5时，则第m+1区代表第一推力区；在两个补偿区内选择实际推力较基准推力更大的一个区域为主补偿区，较小的一个区域为副补偿区，即假定则第m+1组为主补偿区，第m-1组为副补偿区；

S4、确定补偿的油缸数；优先选择主补偿区进行补偿，主补偿区补偿不足时，由副补偿区进行继续补偿。具体为，时，当c>b时，由主补偿区提供与基准区域临近的b个推力油缸为基准区提供补偿，副补偿区无需进行补偿；当b>c>0时，由主补偿区提供与基准区域临近的c个推力油缸为基准区提供补偿，由副补偿区提供与基准区域临近的b-c个推力油缸进行补偿；当c<0时，主补偿区不提供补偿，而由副补偿区提供与基准区域临近的b个推力油缸为基准区进行补偿；通过主补偿区和副补偿区的补偿，使得基准区的

S5、继续重复第S1-S4步，使得所有的时，该粗调节过程结束；第三、粗调节结束后，进行细调节，细调节步骤如下：

SS1、计算的数值，当其等于零时，则该区域内的千斤顶不需要进行细调节；当其不等于零时，需要细调节；

SS2、需要进行细调节时，当时，减小该区域内相应千斤顶的比例减压阀的输出压力，从而使得该区域的实际总推力与设定的总推力相等；当时，增大该区域内相应千斤顶的比例减压阀的输出压力，从而使得该区域的实际总推力与设定的总推力相等；

SS3、继续重复第SS1-SS2步，使得所有的时，整个调节过程结束。