基于粒子群优化的模糊掘进纠偏控制系统研究与应用

为解决控制盾构导向偏差时既要保证盾构推进速度稳定又要控制导向偏差的问题,研发一种基于粒子群算法的模糊掘进纠偏控制算法,实现盾构设备自动掘进纠偏。首先,基于掘进数据和经验建立纠偏模糊控制规则,实现盾构导向纠偏控制合力和总推进力增量的输出;然后,以纠偏合力和总推进力为求解目标,采用粒子群算法对分区油缸目标控制压力进行求解;最后,采用PID控制器,实现油缸压力的闭环控制,保证盾构掘进纠偏稳定运行。通过在南昌地铁中铁1182号土压平衡盾构测试应用,单环纠偏目标和目标推进速度在每环开始前进行设定,研发的盾构掘进纠偏控制系统实现了连续环自动掘进纠偏控制,其中单环纠偏误差控制在±2 mm,连续环平均误差控制在±1 mm,推进速度平均波动在±5 mm/min。