王林涛
- 作品数：14 被引量：101H指数：6
- 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：机械工程建筑科学交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 盾构管片拼装试验台监控系统设计被引量：3
- 2013年
- 针对现有盾构管片拼装设备低精度、低效率、低可靠性的问题,以实现管片高效拼装为核心目标,设计了管片拼装试验台监控系统.在全面分析了管片拼装试验台的原理及监控需求的基础上,首先设计了以工控机为控制核心及以PCI数据采集控制卡为输入和输出模块的数据采集控制系统,接着分别设计了以软起动器为启停控制设备的动力电机电器控制线路及采用直接启动方式的风冷器电器控制线路,继而基于LabVIEW开发了可实现高速数据采集及实时控制的试验台监控系统软件,最后依据相关设计搭建了管片拼装试验台监控系统.监控系统运行结果表明,硬件运算高速、可靠,软件设计合理、有效,该系统在试验台的操作过程及管片高效拼装方法的研究过程中发挥了重要作用.
- 杨旭龚国芳杨华勇陈馈王林涛
- 关键词：数据采集控制系统电器控制线路
- 基于顺应特性的新型盾构推进系统设计被引量：2
- 2013年
- 针对盾构施工地质复杂、易出现突变载荷而造成掘进装备失效的问题,提出盾构推进系统顺应性的概念并定义其评价指标.以调速阀模式为例建立盾构推进系统解析模型,计算顺应性评价指标,研究蓄能器、溢流元件、油液特性、长管道效应等对顺应特性的影响.采用MATLAB/GUI工具开发顺应性软件设计平台,以国内某地铁工程中遇到的工程载荷为条件设计基于顺应性的新型盾构推进系统,分析比较国外某典型盾构推进系统和新型盾构推进系统的顺应曲线.结果表明,新型盾构推进系统顺应性较现有盾构推进系统提高25%.
- 侯典清龚国芳施虎王林涛
- 关键词：盾构评价指标
- 基于盾构密封舱压力直接反馈地表变形控制
- 2012年
- 为了解决传统地表变形控制方法对施工人员经验的依赖性与控制的滞后性造成施工事故频发的问题,在分析引起盾构前方地表变形原因的基础上,提出密封舱压力直接反馈地表变形控制技术.以土压平衡盾构为对象,建立2种密封舱压力调节模式的数学模型,并在Φ1.8m土压平衡盾构综合试验台上开展多次实验,分析引起土压力波动的原因和检验新地表变形控制方法的有效性.实验结果表明,切深率变化会引起密封舱压力波动,不利于地表变形控制.采用密封舱压力直接反馈,通过自整定PID控制器控制螺旋输送机转速可以精确控制排土量和出土率,保证密封舱压力实时平衡,并能将盾构前方地表变形控制在-5～+3mm,满足隧道施工标准要求.
- 王林涛龚国芳施虎刘怀印
- 关键词：盾构土压平衡地表变形
- 基于模糊PID方法的盾构掘进姿态控制研究被引量：17
- 2014年
- 针对盾构掘进过程中姿态主要依赖操作人员施工经验手工调整、掘进轨迹精度主要依赖人员熟练性的情况,提出基于双闭环反馈自动控制盾构掘进轨迹的方法,通过主反馈实现掘进斜度的实时更新,局部反馈实现液压缸的速度控制。分析表明,局部反馈精度决定了预调偏差大小,在掘进轨迹控制中至为关键,因此以球铰支撑推进系统为例分析单环掘进前后液压缸的几何关系,推导左右推进液压缸速度关于掘进斜度、掘进速度的数学解析式,采用AMESim和MATLAB联合仿真工具搭建了推进速度控制的模糊PID模型,仿真分析非均载荷下推进液压缸的速度控制,并以盾构模拟推进试验台为例进行推进速度控制试验。结果表明:基于模糊PID控制策略的推进液压缸速度控制可实现较准确的盾构掘进轨迹,为盾构失准问题的进一步解决提供了理论基础和现实依据。
- 龚国芳洪开荣周天宇侯典清王林涛
- 关键词：盾构模糊PID推进液压系统
- 基于C MEX S函数的实时视窗下硬件驱动
- 2012年
- 针对Matlab实时视窗仅支持某些国外知名厂商设备,而大量国产设备无法使用的情况,以研华板卡PCI1727U为硬件平台利用C MEX S函数编写了该卡的模拟量输出通道驱动程序。与xPC驱动程序不同,Matlab针对实时视窗没有提供相关硬件操作函数和驱动编写例程,实时视窗下驱动程序的编写大多依据摸索和测试。最后,以PCI1713作为辅助板卡对编写的驱动程序进行了测试,测试结果表明,实时视窗下编写的PCI1727U程序能把给定信号输出到试验系统,这为基于实时视窗的数据采集系统的进一步开发利用提供了理论基础和指导原则。
- 侯典清龚国芳王林涛
- 关键词：MEX文件设备驱动程序S函数数据采集
- 盾构掘进机关键技术及模拟试验台现状与展望被引量：30
- 2013年
- 针对盾构机在掘进过程中穿越复杂地质时,负载和动态过程难以用理论模型准确描述的难题,采用模拟试验方法完善盾构设计和取得关键技术的突破.归纳盾构设计和制造中所涉及到的6项关键技术,介绍盾构掘进模拟试验方法及模拟试验中的相似关系,重点论述体现盾构模拟试验技术先进性的模拟试验平台的研制进展和现状.结合工程实际和未来发展趋势,分析并总结现有模拟试验平台存在的局限性,研制具有功能多样且集成度高、模拟地质环境覆盖范围宽、掘进土体边界影响小等特点的新一代盾构综合模拟试验平台.
- 施虎杨华勇龚国芳王林涛
- 关键词：盾构掘进机试验台
- 管片拼装机提升缸模糊PID同步控制被引量：19
- 2014年
- 针对提升装置同步误差影响盾构管片拼装工作效率与质量的问题,提出双比例阀提升液压缸同步控制方法.建立双比例阀同步提升系统的数学模型,对双比例阀PID控制与模糊PID控制的同步控制性能进行仿真对比分析.在盾构电液控制系统综合实验台上进行单比例阀同步提升实验、双比例阀普通PID同步提升实验与双比例阀模糊PID同步提升实验,结果表明,单比例阀普通PID同步误差在-0.002^+0.020m,双比例阀普通PID同步误差在-0.010~0.006m,双比例阀模糊PID同步误差在-0.004~0.005m,双比例阀模糊PID的控制可显著提高盾构管片拼装机提升液压缸同步控制精度.
- 彭雄斌龚国芳陈馈王林涛
- 关键词：比例阀模糊PID控制
- 盾构推进系统突变载荷顺应特性研究被引量：5
- 2013年
- 针对盾构掘进过程中地质复杂多变、易出现大偏载及突变载荷的情况,提出了盾构推进系统顺应性概念及其评价指标,并基于对推进系统的参数化分析建立了顺应性计算模型,以某国产3.2m盾构实验样机为例计算了推进系统顺应性.在Matlab/Simulink仿真环境中,根据顺应性模型对调速溢流模式、减压大分区溢流模式、减压小分区溢流模式、减压主路溢流模式4种不同型式盾构推进系统进行了顺应性计算.为了验证盾构推进系统顺应效果,以某地铁工程遇到的实际负载为标准对4种盾构推进系统进行了顺应性效果评价分析.顺应性计算结果和顺应效果评价均表明:在同一突变载荷下4种不同型式盾构推进系统顺应性存在较大差别,顺应性与推进系统溢流元件、分区方式、工作参数、管道布置有关.推进液压系统顺应性可以作为衡量盾构承受外界突变载荷能力的指标,为新一代盾构推进系统研发设计提供了顺应性设计原则和优化目标.
- 侯典清龚国芳施虎王林涛
- 关键词：盾构
- 基于前馈反馈复合控制的盾构土压平衡控制被引量：8
- 2013年
- 为使盾构土压平衡控制系统既有较高的土压力控制精度又能及时消除推进速度波动对土压力产生的干扰,在现有土压平衡控制系统基础上,提出基于推进速度前馈密封舱压力反馈的土压平衡控制系统。建立密封舱土压力数学模型,根据模型描述的推进速度、螺旋输送机转速和密封舱土压力之间的关系,通过推进速度前馈环节得到螺旋输送机转速相应的改变量,在推进速度波动对密封舱压力造成干扰之前进行补偿。同时,系统中的土压力反馈环节可以进一步消除其他干扰因素造成的土压力控制误差,提高系统稳态精度。利用在盾构实验台上采集的实验数据进行对比分析计算,验证土压力产生机理模型的有效性。结果表明,在前馈-反馈土压平衡控制系统中推进速度改变后螺旋输送机马达转速的响应时间约为0.5 s,而在反馈系统中约为2.5 s,前馈反馈系统土压力控制最大相对误差为1.54%,而反馈系统为6.52%,因此证明当推进速度波动时,采用前馈反馈控制的土压平衡控制系统具有更好的性能。
- 王林涛龚国芳杨华勇侯典清
- 关键词：盾构掘进机螺旋输送机前馈-反馈控制
- 基于拼装参数优化的盾构机管片拼装节能技术被引量：4
- 2012年
- 地铁隧道通常由成千上万的环管片拼接而成,为减少盾构机在管片拼装过程中的能量消耗,提出基于运动参数优化的管片拼装节能技术.以Ф3.2m试验盾构为研究对象,在分析管片定位时管片拼装机构各自由度运动与受力状况的基础上,建立管片拼装机在完成同一环不同位置管片的定位工作过程中系统做功与能量分布的数学模型,通过解决以消耗能量为目标函数、管片目标位置为约束条件的优化问题,得到在实现最小能量消耗的拼装过程中各执行器运动参数确定原则与求解方法.通过对比计算3种不同拼装路径下拼装机消耗能量情况表明,使用参数优化选择方法确定的拼装路径最高可达到4%的节能效果,在实际隧道掘进中累计节能效果将更加明显.
- 王林涛龚国芳施虎
- 关键词：盾构机管片拼装参数优化节能
