盾构机掘进过程中轨迹跟踪控制的研究

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盾构机掘进过程中轨迹跟踪控制的研究

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盾构机掘进过程中轨迹跟踪控制的研究

论文目录
致谢	第1-7页
摘要	第7-9页
Abstract	第9-14页
第1章绪论	第14-24页
1.1 课题来源	第14页
1.2 研究背景与内容	第14-15页
1.3 盾构技术概述	第15-17页
1.3.1 盾构施工法发展历史	第15-16页
1.3.2 盾构机的组成及其工作过程	第16-17页
1.4 国内外研究现状	第17-20页
1.4.1 盾构姿态自动控制研究现状	第17-20页
1.4.2 轨迹规划的研究现状	第20页
1.5 本文主要内容与创新	第20-24页
1.5.1 主要内容	第21-22页
1.5.2 创新	第22-24页
第2章盾构机的姿态测量及位姿偏差计算	第24-38页
2.1 相关坐标系介绍	第24-25页
2.2 隧道设计轴线(DTA)	第25-29页
2.2.1 直线段	第26-27页
2.2.2 圆曲线段	第27页
2.2.3 缓和曲线段	第27-29页
2.3 盾构机的姿态测量	第29-35页
2.3.1 盾构机姿态描述	第30-31页
2.3.2 常用姿态测量方法	第31-35页
2.3.2.1 人工测量方法	第31-32页
2.3.2.2 自动测量方法	第32-35页
2.4 盾构机位姿偏差计算	第35-36页
2.5 本章小结	第36-38页
第3章纠偏轨迹规划特性分析与实现	第38-52页
3.1 姿态偏差情况分类	第38-40页
3.2 轨迹规划特性分析	第40-44页
3.3 最少直线段拟合纠偏缓和曲线算法	第44-48页
3.3.1 最少直线段拟合纠偏缓和曲线原理	第44-47页
3.3.2 最少直线段拟合缓和曲线算法实现	第47-48页
3.4 仿真分析	第48-51页
3.4.1 纠偏缓和曲线	第48-50页
3.4.2 最少直线段拟合DTA中缓和曲线	第50-51页
3.5 本章小结	第51-52页
第4章盾构机掘进时运动学模型的建立	第52-72页
4.1 盾构机运动学模型变量的选取	第52-53页
4.2 盾构机掘进参数的统计分析	第53-56页
4.2.1 数据预处理	第54页
4.2.2 数据统计结果	第54-56页
4.3 盾构机运动学模型的建立	第56-61页
4.3.1 模糊逻辑与模糊推理	第56-59页
4.3.1.1 模糊逻辑基本概念	第56-58页
4.3.1.2 模糊推理	第58-59页
4.3.2 模糊模型结构选取	第59页
4.3.3 T-S模糊模型	第59-61页
4.4 基于模糊C均值聚类的T-S模型辨识方法	第61-64页
4.4.1 模糊C均值聚类(FCM)	第61-63页
4.4.2 模糊模型后件参数辨识	第63-64页
4.5 T-S模糊模型的稳定性	第64-65页
4.6 运动学模型辨识	第65-71页
4.6.1 模型辨识	第65-66页
4.6.2 模型残差分析	第66-70页
4.6.3 模型稳定性分析	第70-71页
4.7 总结与不足	第71-72页
第5章盾构机掘进时轨迹跟踪控制器的设计	第72-102页
5.1 模糊控制器的基本原理	第72-74页
5.2 盾构机姿态控制系统	第74-76页
5.3 盾构姿态模糊控制器的设计	第76-83页
5.3.1 变量的论域与基本论域	第76-77页
5.3.2 量化因子和比例因子	第77-78页
5.3.3 语言值及其隶属度函数的确定	第78页
5.3.4 输入变量的模糊化	第78-79页
5.3.5 控制规则的确立	第79-83页
5.4 模糊控制查询表的建立	第83-86页
5.5 盾构机控制系统介绍	第86-88页
5.5.1 盾构机控制系统的功能介绍	第86-87页
5.5.2 盾构机PLC控制系统简介	第87-88页
5.6 用PLC实现盾构机姿态模糊控制器的研究	第88-93页
5.6.1 推进系统各分区实际设定压力与行程的确定	第88-90页
5.6.2 盾构机姿态模糊控制器在PLC上的实现算法研究	第90-93页
5.7 模糊控制器有效性的验证	第93-95页
5.8 盾构姿态模糊控制系统的仿真	第95-99页
5.8.1 仿真结构的确定	第96-97页
5.8.2 系统的数值仿真	第97-99页
5.9 总结与不足	第99-102页
第6章总结与展望	第102-106页
6.1 总结	第102-103页
6.2 展望	第103-106页
参考文献	第106-110页
附录A 盾构机掘进实测数据	第110-113页
附录B 辨识T-S模型的实测数据	第113-125页
攻读硕士学位期间主要科研成果	第125页

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