[发明专利]一种模拟隧道与土体相互作用的管片位移控制系统

摘要

本发明公开了一种模拟隧道与土体相互作用的管片位移控制系统，特点是包括油源模块、多个并排设置的环架、多个均匀环绕设置在所述的环架上的伺服液压缸、管片形变采集模块、环架形变采集模块、通信模块和与每个所述的伺服液压缸对应的运算控制模块；优点是全面综合考虑了实际试验环境中各个变量参数的影响，通过合理的设置各个变量参数对应的预设权重，以及通过PID控制器使对应伺服液压缸的驱动杆的实际位移结果与外部输入的用于反应真实环境情况的目标值接近，大大提升了电液组件对试验管片进行移动的过程中位移控制的精确度，从而使整体水平度和同步性能符合要求。

主权项

1.一种模拟隧道与土体相互作用的管片位移控制系统，其特征在于包括油源模块、多个并排设置的环架、多个均匀环绕设置在所述的环架上的伺服液压缸、管片形变采集模块、环架形变采集模块、通信模块和与每个所述的伺服液压缸对应的运算控制模块，每个所述的伺服液压缸处设置有高精度位移传感器和高精度力传感器，所述的运算控制模块包括PID控制器、带位移反馈的比例控制器和电液比例阀，所述的油源模块用于通过所述的电液比例阀向所述的伺服液压缸提供液压油，所述的高精度位移传感器用于将所述的伺服液压缸的驱动杆的位移量传送至所述的PID控制器，所述的高精度力传感器用于将所述的伺服液压缸的驱动杆产生的荷载力信号传送至所述的比例控制器，所述的管片形变采集模块用于采集试验管片上在各个所述的伺服液压缸处产生的管片形变量并通过所述的通信模块分别发送至对应的所述的PID控制器，所述的环架形变采集模块用于采集环架上在各个所述的伺服液压缸处产生的环架形变量并通过所述的通信模块分别发送至对应的所述的PID控制器，所述的PID控制器用于将管片形变量乘以对应的预设权重后的值、环架形变量乘以对应的预设权重后的值及所述的伺服液压缸的驱动杆的位移量乘以对应的预设权重后的值进行累加并将累加结果作为比较值，再将外部输入的位移指令信号作为目标值，所述的PID控制器将比较值与目标值进行比较得到控制信号并发送至所述的比例控制器，所述的比例控制器用于将所述的伺服液压缸的驱动杆产生的荷载力信号的值乘以对应的预设权重后与控制信号的值进行累加得到比例控制信号，再根据比例控制信号控制所述的电液比例阀的开合比例，所述的电液比例阀用于根据开合比例控制对应的所述的伺服液压缸的驱动杆移动从而产生位移。