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泥水平衡顶管机自动纠偏系统的关键技术研究
| 论文题名： | 泥水平衡顶管机自动纠偏系统的关键技术研究 |
| 关键词： | 管道施工;泥水平衡顶管机;自动纠偏;姿态测量 |
| 摘要： | 非开挖管道施工技术在管道施工工程中的应用越来越多，其中顶管施工以其施工精度高，使用土质广，使用管径范围大，综合成本低，环境污染小等优点被广泛应用。在顶管施工过程中，由于地层土质变化等因素影响，管体不可能完全按设计方向推进，产生姿态偏差，为了保证掘进精度，必须对顶管机进行及时的偏差控制。本文基于NSPD2000型泥水平衡顶管机，对其自动纠偏的关键技术进行探究，主要包括以下内容: (1)针对自动姿态测量系统，提出基于陀螺仪和倾角仪的姿态测量方法，探究传感器的通讯方式，采用自适应加权融合算法对两种传感器进行融合，以得到更加稳定准确的测量值。探究大地坐标系和顶管机坐标系间的坐标转换关系，并提出位置偏差的计算方法。 (2)针对自动纠偏控制系统，提出采用模糊PID控制方式。建立项管纠偏控制过程的状态方程，使用模糊PID控制器对PID控制器进行参数自校正。对PID控制器和模糊PID控制器进行设计与仿真，并比较两者的控制效果。 (3)结合自动姿态测量系统和自动纠偏控制系统，开发了一套泥水平衡顶管机智能测控系统，分别设计实验对测量方案和控制方案进行验证，实验表明自动姿态测量系统稳定性和准确性高，自动纠偏控制系统能有效纠正偏差。 |
| 作者： | 万文松 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 翟华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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