盾构机自动控制技术现状和展望.pdfVIP

第46 卷第20 期 机 械 工 程 学 报 Vol.46 No.20 2010 年 10 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Oct. 2 0 1 0 DOI ：10.3901/JME.2010.20.152 盾构机自动控制技术现状与展望* 刘宣宇1, 2 邵 诚1 (1 ．大连理工大学先进控制技术研究所 大连 116024 ； 2 ．辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院 抚顺 113001) 摘要：盾构机是用于开挖隧道等地下施工的专用工程机械。由于地质条件、工况的不确定性以及掘进装备的高度复杂性，导 致其施工安全问题仍然是世界性的重大技术难题。为了防止地表塌陷等灾难性事故发生，实现盾构机安全、高效掘进施工， 施工过程的全自动化、智能化是盾构技术发展的必然趋势。简要介绍国内外盾构机的发展状况，重点论述盾构掘进系统及位 姿自动控制技术的研究进展与现状，结合工程实际以及未来的发展趋势，分析在掘进系统的控制模型与控制策略、运动轨迹 的动态规划与位姿控制、控制系统的集成与优化等方面存在的问题，并提出改进意见，尤其对掘进系统的刀盘、推进、排渣 等多子系统的控制问题，提出协调控制策略。 关键词：盾构机 土压平衡 掘进系统 位姿 协调控制 中图分类号：TD421.5 TP13 Present Status and Prospect of Shield Machine Automatic Control Technology LIU Xuanyu1, 2 SHAO Cheng1 (1. Institute of Advanced Control Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024; 2. School of Computer and Communication Engineering, Liaoning Shihua University, Fushun 113001) Abstract ：Shield machine is a kind of special engineering equipment which is used for underground construction such as tunnel excavation. Because of the uncertainties of geological and working conditions and the high complexity of the tunneling equipment, the construction security problem is still an international major technical challenge. To prevent the disastrous accident such as ground collapse, and make shield tunneling secure and highly efficient, fully automated and intellectualized construction process is the inevitable trend of shield technology development. The shield development status is briefly introduced, and then the research progress and current status of the automatic control technology for tunneling system a