基于AMESim盾构负载模拟系统设计与仿真分析.pdf

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1、36液压与气动2015年第3期doi：10．11832／j．issn．1000-4858．2015．03．o08基于AMESim盾构负载模拟系统设计与仿真分析陈峰(浙江机电职业技术学院，浙江杭州310053)摘要：针对盾构控制性能测试实验中对载荷真实性的要求，在对负载模拟技术全面统计分析的基础上，结合盾构控制系统工况特点，设计一种基于电液控制技术的盾构控制变负载模拟系统。基于来自盾构工程现场的载荷信息，借助AMESim软件平台对系统的负载模拟效果进行仿真分析，结果验证了这一方案的正确、有效性。为搭建实际实验平台奠

2、定了基础。关键词：盾构；电液控制；负载模拟；仿真分析中图分类号：TH137文献标志码：B文章编号：1000-4858(2015)03-0036-04DesignandResearchontheLoadSimulationSystemofShieldinAMESimCHENFeng(ZhejiangInstitutionofMechanical＆ElectricalEngineering，Hangzhou，Zhejiang310053)Abstract：Aimedtomaketheloadsimulationofs

3、hieldperformancetestmorerealistic，avariableloadsimulationsystemfortheshieldtestplatformisschemedoutwithacomprehensiveanalysisoftheloadsimulationtechnologyandtheworkingcharacteristicsofshieldcontrolsystem．Basedonthelocaleloadinformationofshieldproject，theloads

4、imulationperformanceoftheplatformisobtainedbyAMESim．Theanalysisresultverifiesthecorrectnessandefectivenessofthescheme，whichcanlayafoundationforsettingupanactualplatform．Keywords：shield，electrohydrauliccontrol，loadsimulation，simulationanalysis引言拟技术的研究，如：1965年万

5、翱等针对实验室内难地质条件复杂多变、系统惯性大、响应速度慢等是以获得恒转矩负载难题，首次利用电机放大机组成了盾构电液控制系统所面临的主要技术难点，控制性能负载模拟系统，基本满足实验要求；魏东等通过设好坏会直接影响盾构整体施工效率及安全性能_1l2J。计速度前馈、控制参数非对称的控制策略，实现了对负为适应多变地质条件，盾构电液控制系统必须具有较载的高精度模拟；李大伟等设计了一种用于模拟液强的自适应能力，因此，研究和掌握盾构电液控制特性压系统中各个子系统工作时的压力或流量的液压负载及控制参数与地层条件间的对应关系就显

6、得非常重模拟系统等，但少有关于负载模拟技术在盾构控制系要。基于实验平台进行控制特性模拟研究，是研究与统中应用研究。针对盾构外负载变化特性，进行了刀掌握盾构电液系统控制特性的有效途径_3]。而负载模拟系统作为实验平台最为关键的系统之一，必须确收稿日期：2014-09．10保其对实际工况模拟的真实性与合理性。根据模拟负基金项目：国家重点基础研究发展计划(2014CB046900)载类型的不同，可分为轴向负载模拟系统、水平负载模作者简介：陈峰(1970一)，女，浙江绍兴人，副教授，硕士，主拟系统及周向负载模拟系统等。前

7、人已有关于负载模要从事盾构电液系统设计研究与教学工作。2015年第3期液压与气动37盘驱动及推进液压系统的负载模拟系统设计与研究，各液压缸的单独控制，能够实现对盾构掘进姿态调整能够真实再现盾构实际工况，有利于后期进行盾构电过程的模拟。当进行推进系统控制特性相关实验时，液控制系统平台研制工作。三位四通电磁换向阀9左位得电，主油路液压油可进1盾构实验平台原理入推进系统模块。通过支路上比例调速阀10、比例溢盾构实验平台系统液压原理如图1所示，图中省流阀15，能够实现对组内液压缸16压力与流量的独略了压力表、流量表、压力

8、传感器、位移传感器、压力管立控制。系统每个液压缸中内置位移传感器，可对液路过滤器等相关辅助液压元器件。压缸的位移进行准确测定和反馈；同时通过在活塞杆端安装力传感器，能够实现对各液压缸外负载的直接测量。2负载模拟子系统设计2．1刀盘驱动负载模拟系统盾构刀盘与土体直接接触，地层条件的变化直接反作用于刀盘上，刀盘驱动系统必须通过调整切削力和扭矩等参数以适应外负载的变化，为确保刀