1、如今，盾構法已成為隧道施工的主要方法，隨著近年來我國基礎設施建設的不斷發(fā)展，盾構掘進機在我國仍有廣闊的應用市場。然而，由于中國引入盾構技術較晚，仍有大量的問題亟待研究和解決，尤其是盾構機的自動控制方面。隧道設計軸線（Designed Tunnel Axis，以下簡稱DTA）是盾構機掘進時的基準軸線，盾構機的實際掘進軸線能否很好的跟蹤DTA直接影響盾構法施工的質量。目前盾構機的軌跡跟蹤控制仍是采用人工操作的方法，操作人員根據盾構機軸線與D

2、TA的偏差，通過經驗進行操作，控制盾構機的掘進姿態(tài)，從而實現(xiàn)對DTA的跟蹤?；谝陨媳尘?，本文對如何實現(xiàn)盾構掘進時軌跡跟蹤的自動控制進行了研究，并取得了一定的成果，以期能對盾構機的自動控制的研究有所助益。本文的主要工作如下:
　　1、盾構機掘進時糾偏軌跡的規(guī)劃
　　當盾構機軸線與DTA的偏差較大，超過允許范圍，設計糾偏軌跡，并將其作為DTA的一部分，作為盾構機繼續(xù)往前掘進的基準。根據盾構機實際掘進時沿DTA“蛇形”前進的特點

3、，對盾構機的位姿情況進行了分類，針對具體偏差情況進行了軌跡規(guī)劃特性的分析;考慮到緩和曲線本身就是DTA的線形組成部分，且緩和曲線的曲率半徑均勻變化，以盾構機最小轉彎半徑為約束，設計了緩和曲線形式的糾偏軌跡;在盾構機掘進安全的約束下，提出了使用最少直線段數(shù)擬合緩和曲線的算法以降低盾構機在曲線段施工的復雜度。
　　2、盾構機掘進時運動學模型的建立
　　為了定量描述盾構機的運動過程，本文采用基于實測掘進數(shù)據的方法，對盾構機的運動學

4、模型進行辨識。首先對實測數(shù)據進行統(tǒng)計分析，分析盾構機掘進運動的特點，選取運動學模型的輸入輸出變量;選取T-S模糊模型作為盾構機運動學模型的形式;采用模糊C均值聚類的算法減少T-S模糊模型子空間的個數(shù);使用最小二乘法對后件結果參數(shù)進行辨識。最后對所辨識模型進行了殘差分析和穩(wěn)定性的分析。
　　3、盾構姿態(tài)模糊控制器的設計
　　當盾構機軸線與DTA的偏差較小，則需要選擇合適的糾偏策略以減小偏差。經過深入研究人工控制盾構機姿態(tài)的操作