盾构机液压推进系统稳态误差研究

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1、第5期机械设计与制造2014年5月MachineryDesign&Manufacture205盾构机液压推进系统稳态误差研究李锦，黄长征(韶关学院物理与机电工程学院，广东韶关512005)摘要：为了替盾构机液压推进系统的设计与优化提供技术支持。通过对盾构机液压推进系统由输入信号和外加负载信号引起的系统稳态误差进行了分析。研究结果表明：当系统处于稳态工作时，系统的稳态误差与系统本身的参数与输入信号的形式有关。对于跟随误差，3_输入信号形式分别为阶跃输入、等速输入、等加速输入时，误差值分别为0、有限值、无穷大，且有限值的大小主要取决于液压缸活塞面积、等速输入信号的速度值、

2、液压缸泄漏系数、负载弹簧刚度的大小。对于负载误差，当信号形式分别为阶跃输入、等速输入、等加速输入信号时，误差值依次为有限值、无穷大、无穷大，且有限值主要取决于负载干扰力的大小。关键词：稳态误差；影响因素；盾构机；液压推进系统中图分类号：TH16；TH137；TV621文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)05—0205—03StudyonSteady-StateErrorofHydraulicPropulsionSystemforShieldTunnelingMachineLIJilq，HUANGChang—zheng(SchoolofPhysicsa

3、ndMechanical&ElectricalEngineering，ShaoguanUniversity，GuangdongShaoguan512005，China)Abstract：／nordertoprovidetechnicalsupportfordesignandoptimizationofhydraulicpropulsionsystemofshieldtunnelingmachine．Thesteady-stateerrorofhydraulicpropu~ionsystemforshieldtunnelingmachinecausedbyinputs~

4、gnalandappliedfonds~nalwasanalyzed．TheresultsshowedthatwhenthesystemWCl8understablestare．steady-stateerror∞determinedbythesystemitselfparametersandtheinputsignalfo．Forfollowingerror．whentheinputsignalfowasastepinput，constantvelocityinputoraccelerationinput，thesteady-stateerrorvaluesWCIS

5、0，finite，infiniterespective，andtheconstantvelocityinputs~,nalproducedsteadystateerorvaluedependsonthepistonareaofhydrauliccylinder，speedvalueoftheinputs~gnal，leakagecoefficientofhydrauliccylinder．Fortheloaderor，mthesovnetime，theinputs~gnalfo珊wasastepinput，constantvelocityinputoraccelera

6、tioninput，steady-stateerorvalueswo$finite，infinite，infinite，andthestepinputsignalproducedsteadystoteerrorvaluedependsontheloaddisturbanceforce．KeyWords：Steady-StateError；InfluencingParameters；ShieldTunnelingMachine；HydraulicThrustSystem1引言,AIetp㈩对盾构机液压推进系统的参数进行精确控制，有助于盾构机工作时保持正确的掘进姿态与掘进

7、轨迹，实现盾构机高效的掘+堑+O)nA进施工与减小掘进地层的地表变形_l_。系统的稳态误差是评价一个稳定工作系统控制精度的一项重要指标，然而，造成系统产生=惯-V稳态误差的因素很多，主要包括系统零件本身存在的不灵敏区、零部件的老化、系统结构参数，等121。近年来，文献对盾构机液压每＼／告＼／矗推进系统的参数设计、系统的节能与控制策略、系统压力与流量式中：A，—液压缸无杆腔活塞面积，m；一活塞及负载折算到活特性与模糊PID控制进行了研究，而较少发现对盾构机液压推进塞上的总质量，；曰厂活塞及负载的粘性阻尼系数，N‘s／系统的稳态误差进行过研究，因此，对盾