[发明专利]盾构推进系统的控制方法及其系统

权利要求书

1.一种盾构推进系统的控制方法，所述盾构推进系统包括沿所述盾构的截面间隔设置的N个千斤顶，且N个所述千斤顶沿所述盾构的竖向中心线对称设置，其特征在于，包括如下步骤：

S11.对应建立原点O与所述盾构推进系统的中心相重合的XOY坐标系，并设置盾构推进所需的总推力P、所述总推力P在X轴方向的力矩M_h和在Y轴方向的力矩M_v；

S12.沿Y轴划分N个所述千斤顶以形成对称的A区和B区两个区域，设定所述盾构推进系统中位于顶部的千斤顶的顶推力均为t₁，设定所述A区和所述B区中各千斤顶的顶推力随各千斤顶至对应区域中位于顶部的千斤顶的竖向距离呈线性变化，且变化率对应为k₁和k₂；

S13.根据所述总推力P、所述力矩M_h、所述力矩M_v、所述变化率k₁、所述变化率k₂和所述顶推力t₁利用合力与合力矩的公式计算得出每个千斤顶的顶推力。

2.如权利要求1所述的盾构推进系统的控制方法，其特征在于，计算每个千斤顶的顶推力前，还包括：

根据所述变化率k₁、所述变化率k₂和顶推力t₁得出每一个千斤顶的顶推力的表达式：

当千斤顶位于所述A区或Y轴负半轴时，

t_i＝t₁+k₁l_i

当千斤顶位于所述B区时，

t_i＝t₁+k₂l_i

其中，l_i为千斤顶至对应区域中位于顶部的千斤顶的竖向距离，t₀为位于Y轴负半轴的千斤顶的顶推力，l₀为位于Y轴负半轴的千斤顶与A区或B区中位于顶部的千斤顶之间的竖向距离，t_i为第i个千斤顶的顶推力，i为正整数。

3.如权利要求2所述的盾构推进系统的控制方法，其特征在于，利用合力与合力矩的公式计算得出每个千斤顶的顶推力时，还包括：

联立如下方程：

经计算，得到t₁、k₁和k₂的值，进而代入每个千斤顶的表达式中以计算出每个千斤顶的顶推力；

其中，N为千斤顶的总数，N_LB1为X轴下方且变化率为k₁的千斤顶的数量，N_LB2为X轴下方且变化率为k₂的千斤顶的数量，N_LU1为X轴上方且变化率为k₁的千斤顶的数量，N_LU2为X轴上方且变化率为k₂的千斤顶的数量，N_L为XOY坐标系的第二象限、第三象限以及X轴负半轴上千斤顶的数量，m_i为千斤顶与X轴间的距离，n_i为千斤顶与Y轴间的距离。

4.如权利要求1所述的盾构推进系统的控制方法，其特征在于，每个所述千斤顶设置有减压阀以供控制所述千斤顶的顶推力；

根据千斤顶的顶推力计算对应的减压阀的开度，计算公式如下：

其中，K为减压阀的开度、t_i为对应的千斤顶的顶推力、d为千斤顶油缸的缸径、P_max为千斤顶油压可输出的最大值。