1、隨著盾構施工技術在我國重大工程建設中的普及，盾構機的地質適應能力受到了越來越多的關注。目前，大多數(shù)盾構機的液壓推進系統(tǒng)僅提供一種控制模式，控制方法單一。為了克服這種情況，實現(xiàn)一臺盾構機在一條具有幾種土層土質的隧道中連續(xù)挖掘，本文將比例溢流閥和調速閥相結合的壓力流量復合控制方案與減壓閥和比例變量泵相配合的減壓閥控制方案整合到一套推進系統(tǒng)中，設計出一種具有兩種控制模式的盾構液壓推進系統(tǒng)。針對其中的比例減壓閥控制模式，運用AMESim軟件進行

2、了開環(huán)控制仿真、閉環(huán)控制仿真、多缸運動控制仿真及推進控制算法設計研究，最后制造了一臺Φ1.8 m縮尺盾構機，在盾構掘進試驗臺上進行了模擬掘進試驗。試驗結果表明：比例減壓閥控制模式下，該縮尺盾構機進行調速時，速度超調量約為12.5％，壓力波動不大于0.5 MPa；在進行壓力調節(jié)時，速度波動小于0.3 mm/min，壓力超調量不大于15%。論文的主要研究工作包括：
　　第一章首先介紹了盾構機的組成、分類及盾構技術的國內(nèi)外發(fā)展概況，然后

3、分析了盾構推進系統(tǒng)的工作原理、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及我國在盾構推進系統(tǒng)研究中存在的問題。最后闡述了課題研究的意義和目的，歸納了文章的各部分內(nèi)容及聯(lián)系。第二章從盾構機的動力學分析入手，推導了推進阻力的計算公式，進行了推進油缸的選型和分區(qū)設計；然后依據(jù)管片受力最均勻原則，對各分區(qū)推進油缸數(shù)量進行了優(yōu)化設計，為后文推進系統(tǒng)的設計奠定理論基礎。第三章進行了盾構液壓推進系統(tǒng)設計，主要包括推進系統(tǒng)電液控制關鍵技術研究、液壓推進系統(tǒng)原理設計以及液壓元器件

4、的選型和校核等三部分內(nèi)容。第四章首先構建了比例變量泵、比例減壓閥和液壓缸及負載的AMESim模型，然后對推進系統(tǒng)的比例減壓閥模式進行了AMESim建模仿真，分析了其在開環(huán)、閉環(huán)和多缸協(xié)調運動控制下的壓力流量變化情況。第五章針對推進系統(tǒng)的比例減壓閥控制模式，設計了模糊PID控制算法對推進速度和壓力分別進行精確控制，并在AMESim與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真界面上進行了聯(lián)合仿真分析。最后制造了Φ1.8 m縮尺盾構機，并在盾構掘