| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| ABSTRACT | 第9-11页 |
| 第1章 绪论 | 第16-37页 |
| 1.1 引言 | 第16-17页 |
| 1.2 TBM发展历程 | 第17-21页 |
| 1.2.1 国外TBM发展现状 | 第17-19页 |
| 1.2.2 国内TBM发展现状 | 第19-21页 |
| 1.3 TBM载荷及其动力传控特性研究现状 | 第21-25页 |
| 1.3.1 TBM载荷模型及掘进监测指标研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3.2 TBM拓扑机构及动力传递特性研究现状 | 第23-25页 |
| 1.4 TBM位姿纠偏控制技术研究现状 | 第25-30页 |
| 1.4.1 TBM纠偏轨迹规划及运动学反解研究现状 | 第26-27页 |
| 1.4.2 执行油缸驱动系统设计和控制方法研究现状 | 第27-30页 |
| 1.5 TBM刀盘驱动系统研究现状 | 第30-35页 |
| 1.5.1 TBM刀盘多电机驱动系统特性及控制研究现状 | 第30-34页 |
| 1.5.2 TBM混合脱困研究现状 | 第34-35页 |
| 1.6 课题研究内容及意义 | 第35-37页 |
| 1.6.1 课题研究内容 | 第35页 |
| 1.6.2 课题研究意义 | 第35-36页 |
| 1.6.3 课题研究难点 | 第36-37页 |
| 第2章 基于TBM载荷及传控特性的驱动系统优化 | 第37-63页 |
| 2.1 基于TBM载荷模型的系统设计和掘进状态监测 | 第37-47页 |
| 2.1.1 基于CSM的TBM整机载荷预测模型 | 第37-40页 |
| 2.1.2 基于改进的整机载荷模型的掘进状态监测指标 | 第40-41页 |
| 2.1.3 整机载荷模型及监测指标的验证 | 第41-45页 |
| 2.1.4 基于载荷特性的TBM设计、维护和监测准则 | 第45-47页 |
| 2.2 TBM载荷传递特性及并联机构驱动研究 | 第47-53页 |
| 2.2.1 TBM的偏载特性分析 | 第47-48页 |
| 2.2.2 基于TBM机构偏载静力学特性的驱动系统研究 | 第48-53页 |
| 2.3 试验台驱动系统优化设计 | 第53-61页 |
| 2.3.1 试验台概览 | 第53-54页 |
| 2.3.2 TBM试验台位姿调控油缸驱动系统 | 第54-57页 |
| 2.3.3 TBM试验台刀盘混合驱动系统 | 第57页 |
| 2.3.4 TBM工作环境模拟系统设计 | 第57-61页 |
| 2.3.5 试验台电控系统 | 第61页 |
| 2.4 本章小结 | 第61-63页 |
| 第3章 基于轨迹跟踪控制的TBM自动纠偏 | 第63-87页 |
| 3.1 TBM轨迹跟踪纠偏控制框架 | 第63页 |
| 3.2 针对不同目标路径和偏差情况的纠偏轨迹自动规划 | 第63-73页 |
| 3.2.1 全局纠偏轨迹规划方法设计 | 第63-67页 |
| 3.2.2 针对直线路径不同位姿偏差的纠偏轨迹规划 | 第67页 |
| 3.2.3 针对圆曲线路径不同位姿偏差的纠偏轨迹规划 | 第67-70页 |
| 3.2.4 针对回旋线路径不同位姿偏差的纠偏轨迹规划 | 第70-71页 |
| 3.2.5 误差权重系数的模糊优化 | 第71-73页 |
| 3.3 沿纠偏轨迹的TBM并联油缸期望位移反解 | 第73-81页 |
| 3.3.1 水平面上执行器期望位移-速度反解 | 第74-75页 |
| 3.3.2 垂直面上执行器期望位移-速度反解 | 第75-80页 |
| 3.3.3 隧道截面上执行器期望位移-速度反解 | 第80-81页 |
| 3.4 执行器位移跟踪控制试验研究 | 第81-85页 |
| 3.4.1 并联油缸位移控制器设计 | 第81-82页 |
| 3.4.2 水平面上推进和撑靴缸协调控制 | 第82-84页 |
| 3.4.3 垂直面上推进和扭矩缸同步-协调控制 | 第84-85页 |
| 3.5 本章小结 | 第85-87页 |
| 第4章 基于齿轮动力学的TBM刀盘多电机均载抑振控制 | 第87-124页 |
| 4.1 刀盘驱动系统动力学理论分析 | 第87-97页 |
| 4.1.1 基于转速-磁链-转矩闭环的电机矢量控制 | 第88-90页 |
| 4.1.2 多级并联齿轮传动系统建模 | 第90-93页 |
| 4.1.3 齿轮系统动力学模型参数 | 第93-97页 |
| 4.2 刀盘驱动系统特性逐级仿真研究 | 第97-105页 |
| 4.2.1 矢量控制下的电机特性仿真 | 第97-98页 |
| 4.2.2 电机驱动下的单级行星轮系动力学特性研究 | 第98-104页 |
| 4.2.3 电机-减速器组成的单驱动链特性研究 | 第104-105页 |
| 4.3 转速并联和转矩主从下的刀盘驱动系统对比研究 | 第105-113页 |
| 4.3.1 转速并联和转矩主从在扰动载荷不一致时的对比研究 | 第105-109页 |
| 4.3.2 转速并联和转矩主从在非线性齿隙不一致时的对比研究 | 第109-112页 |
| 4.3.3 转速并联和转矩主从在电机参数不一致时的对比研究 | 第112-113页 |
| 4.4 TBM刀盘多电机均载抑振控制方法改进研究 | 第113-117页 |
| 4.4.1 基于环形耦合的均载控制策略 | 第114-115页 |
| 4.4.2 载荷自适应的均载控制策略 | 第115-116页 |
| 4.4.3 转矩主从控制的参数优化抑振 | 第116-117页 |
| 4.5 多电机均载抑振控制试验研究 | 第117-121页 |
| 4.5.1 转速并联和转矩主从的直接应用研究 | 第119页 |
| 4.5.2 改进的多电机均载抑振控制方法验证 | 第119-121页 |
| 4.6 本章小结 | 第121-124页 |
| 第5章 TBM刀盘电机马达混合驱动脱困研究 | 第124-147页 |
| 5.1 电机马达混合驱动的基本思想 | 第124页 |
| 5.2 阀控压力的混合驱动系统设计及仿真研究 | 第124-130页 |
| 5.2.1 半开式阀控压力混合驱动系统工作原理 | 第124-126页 |
| 5.2.2 阀控压力混合驱动系统建模 | 第126-127页 |
| 5.2.3 阀控压力混合驱动系统均载控制联合仿真 | 第127-129页 |
| 5.2.4 阀控压力混合驱动系统脱困联合仿真 | 第129-130页 |
| 5.3 变泵转速的混合驱动系统设计及仿真研究 | 第130-135页 |
| 5.3.1 变泵转速混合驱动系统工作原理 | 第130-132页 |
| 5.3.2 变泵转速混合驱动系统的建模及联合仿真分析 | 第132-135页 |
| 5.3.3 两种混合驱动系统的对比讨论 | 第135页 |
| 5.4 阀控压力的混合驱动试验研究 | 第135-146页 |
| 5.4.1 试验系统设计 | 第135-136页 |
| 5.4.2 系统关键元件建模及控制 | 第136-141页 |
| 5.4.3 混合驱动均载试验研究 | 第141-142页 |
| 5.4.4 混合驱动脱困试验研究 | 第142-146页 |
| 5.5 本章小结 | 第146-147页 |
| 第6章 总结与展望 | 第147-152页 |
| 6.1 论文总结 | 第147-150页 |
| 6.2 工作展望 | 第150-152页 |
| 参考文献 | 第152-161页 |
| 作者简历及在校期间的科研成果 | 第161-162页 |
