吴伟强
- 作品数：10 被引量：44H指数：5
- 供职机构：浙江大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划创新研究群体科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程交通运输工程建筑科学电气工程更多>>
- TBM刀盘驱动系统单神经元模糊同步控制被引量：2
- 2016年
- 针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)刀盘多电机并联驱动由于载荷突变和传动系统磨耗所引起的电机偏载甚至过载,提出基于单神经元模糊自适应PI速度调节器的转矩主从控制策略.搭建电机闭环矢量控制模型,推导多齿轮齿圈并联系统的数学模型并使用S函数加以描述,在Simulink环境下将两者连接,对比分析转速并联和转矩主从控制策略下,电机对外在载荷和机械磨耗的黏性和刚性啮合响应及其机理,将单神经元模糊PI速度调节器应用于转矩主从策略消除扭矩超调.仿真结果表明,基于单神经元模糊PI速度调节器的转矩主从控制策略能够适应传动系统的参数变化,消除电机在负载变化时的扭矩超调和偏载,并能提高系统的精度和响应速度.
- 刘统龚国芳石卓彭左吴伟强
- 关键词：矢量控制同步控制
- 基于黏性耦合机理的TBM刀盘脱困特性被引量：5
- 2016年
- 针对全断面硬岩掘进机(TBM)在实际工程应用中的卡机问题,对比分析现有TBM刀盘驱动系统的优缺点,设计基于液体黏性离合器(HVC)的新型TBM刀盘驱动方案,可实现在不增加系统装机功率的前提下提升TBM脱困扭矩.针对TBM脱困过程的发热问题,设计液体黏性离合器的油温冷却系统.根据油膜承载力及湿式离合器模型,构建液体黏性离合器的AMESim模型.基于新型TBM刀盘驱动系统仿真模型,研究黏性耦合作用下的TBM刀盘脱困机理,得到温升、离合器油膜厚度控制因素对TBM脱困性能的影响规律,提出电液比例溢流阀的控制策略.结果表明:通过优化设计油膜厚度控制曲线,可以实现脱困扭矩为2倍额定扭矩,持续时间长达79s的扭矩曲线,较好地满足TBM脱困对于脱困扭矩大、持续时间长的工程需求.
- 廖湘平龚国芳彭雄斌吴伟强
- 关键词：AMESIM仿真
- TBM试验台支撑推进节能系统设计与仿真分析被引量：1
- 2017年
- 针对全断面硬岩隧道掘进机(hard rock tunnel boring machine,简称TBM)在撑靴以设定压力撑紧围岩后支撑推进系统存在较大流量损失的问题,设计出一种具有负载敏感、恒压控制和蓄能器辅助支撑功能的支撑推进(简称LSCPGT)系统。利用AMESim软件搭建了LSCPGT系统模型,仿真分析了LSDRGT系统在变推进负载下的压力流量响应,并对比分析了在支撑工况下LSCPGT系统和恒压控制泵型支撑(constant pressure gripper,CPG)系统,以及在推进工况下LSCPGT系统与负载敏感泵型推进(load-sensing thrust,LST)系统和定量泵型推进(ration thrust,RT)系统的压力流量响应.结果表明:LST系统和LSCPGT系统在推进过程中都没有流量损失;CPG系统在支撑工况下存在流量损失,而LSCPGT系统由于蓄能器的保压作用没有流量损失;相对于LST系统+CPG系统的支撑推进系统,LSCPGT系统在撑靴达到设定压力后效率至少可提高43.5%。所设计的LSCPGT系统在满足支撑推进要求的同时,避免了流量损失,具有较好的节能效果。
- 石卓龚国芳刘统吴伟强彭左
- 关键词：TBM恒压控制蓄能器AMESIM仿真
- TBM试验台支撑推进液压系统设计与仿真分析被引量：6
- 2015年
- 针对全断面硬岩隧道掘进机（TBM）存在推进系统压力控制不精准、支撑系统高压撑紧时冲击剧烈的问题,在直径2.5mTBM试验台上设计了支撑推进液压系统.在AMESim中搭建了系统模型,仿真分析了推进系统在随机负载下的压力响应及支撑系统中关键部件在不同设置参数下的系统响应.结果表明：推进系统压力控制精准,支撑系统中节流口直径在1-3mm内减小时,油缸稳态输出力无变化,系统冲击减缓,响应时间随之增加;背压阀压力增大时,油缸稳态输出力减小,撑靴速度更稳定,对系统压力响应影响小.节流口直径为1.5mm、背压阀压力为7 MPa时,冲击平缓,撑靴运动速度稳定,系统同时获得较快的响应速度.所设计液压系统可实现支撑系统响应速度较快、撑靴速度稳定、冲击平缓和推进系统压力控制准确.
- 张振龚国芳饶云意吴伟强刘统
- 关键词：TBM压力控制节流口背压AMESIM仿真
- 基于液压变压器的TBM刀盘混合驱动系统被引量：5
- 2016年
- 针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)电机驱动系统脱困扭矩不足、欠负载工作效率低等问题,提出基于液压变压器(HT)的二次调节系统协同变频电机的刀盘混合驱动方案.通过分析液压变压器的工作原理并建立数学模型,基于直径为2.5m TBM实验台的性能要求,在AMEsim软件平台上搭建液压变压器超级元件模型并进行二次调节系统的性能验证.采用插值查表法反算控制角度实时控制变压器在蓄能器充放时的输入输出压力稳定,引入变比例系数PID闭环控制提高压力控制精度.仿真结果表明:通过调节液压变压器的变压比能实现二次调节泵/马达对蓄能器的精确低压充能和高压释放,压力控制误差小于2%,典型工况下刀盘驱动系统效率可提高4.99%.
- 刘统龚国芳彭左吴伟强彭雄斌
- 关键词：液压变压器二次调节AMESIM
- 硬岩隧道掘进机推进系统姿态自适应控制被引量：9
- 2015年
- 针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)油缸并联推进系统产生的推进干扰力降低关键部件使用寿命和隧道开挖精度的问题,提出姿态自适应推进系统.建立推进机构的数学模型,将推进油缸分为2组,对2组推进油缸的大腔压力进行动态分配.使用ADAMS AMESim Simulink三软件联合仿真,对比分析并联推进系统与姿态自适应推进系统.结果表明:在额定推进力和0.1°、0.3°、0.5°调向角度下,姿态自适应推进系统产生的推进干扰力为并联推进系统的2%,姿态自适应推进系统平行于主梁的推进正压力的超调小于5%.姿态自适应推进系统可以显著减小推进干扰力,具有良好的稳定性.
- 张振龚国芳吴伟强刘统饶云意周建军
- TBM试验台刀盘混合驱动系统设计与仿真分析被引量：3
- 2015年
- 针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)在施工时因驱动扭矩不足引发的刀盘卡死情况,提出了由变频电机和泵控马达混合驱动的方案.采集电机转矩跟随主从控制系统下的电机速度信号,叠加一个预设的常量来实时调节变量泵的排量,利用比例溢流阀溢流多余流量实现对马达工作压差的比例调节,从而实现泵马达系统对电机系统的转速跟随和扭矩可调,并基于○/2.5mTBM实验台的刀盘驱动系统指标要求完成了设计选型.在AMEsim仿真平台上搭建了负载敏感变量泵控系统(LSCS)、流量反馈比例变量泵控系统(FFPCS)和变量缸位移反馈比例变量泵控系统(DFPCS)的模型,分析对比了不同系统在同一电机系统速度信号下泵的压力和流量响应,并对比了不同比例控制策略下变量泵的效率.结果表明:LSCS无法响应电机系统转速跳变,且不适用于闭式系统,FFPCS和DFPCS均能较好地跟随电机系统的转速变化,尽管FFPCS有着更高的控制精度和效率,DFPCS的高可靠性、模块化和低成本优势更符合实际施工要求.
- 刘统龚国芳张振彭左吴伟强
- 关键词：TBM比例变量泵AMESIM仿真
- Φ1.2m缩尺实验盾构机械结构与液压系统设计被引量：13
- 2014年
- 为研究盾构掘进时各物理参数之间的相互影响,进而确定相适应的工作参数,设计开发了全断面盾构掘进机综合模拟试验台.其中,用于模拟真实盾构掘进的缩尺盾构主要由刀盘系统、推进系统、螺旋输送机系统等组成.根据实验的需要,设计了缩尺盾构的机械结构,详细说明了结构设计的思想以及缩尺盾构的工作过程.设计了缩尺盾构的液压系统,详细说明了液压系统的工作原理、功能特点和选型计算.利用AMESim软件对刀盘液压系统和推进液压系统进行仿真分析.仿真结果显示,刀盘转速和缩尺盾构的推进速度都可以实时控制,所设计的液压系统能够满足实验需要.
- 周鸿彬龚国芳王林涛吴伟强
- 关键词：机械结构液压系统系统仿真
