| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 第1章 绪论 | 第14-24页 |
| 1.1 课题来源 | 第14页 |
| 1.2 研究背景与内容 | 第14-15页 |
| 1.3 盾构技术概述 | 第15-17页 |
| 1.3.1 盾构施工法发展历史 | 第15-16页 |
| 1.3.2 盾构机的组成及其工作过程 | 第16-17页 |
| 1.4 国内外研究现状 | 第17-20页 |
| 1.4.1 盾构姿态自动控制研究现状 | 第17-20页 |
| 1.4.2 轨迹规划的研究现状 | 第20页 |
| 1.5 本文主要内容与创新 | 第20-24页 |
| 1.5.1 主要内容 | 第21-22页 |
| 1.5.2 创新 | 第22-24页 |
| 第2章 盾构机的姿态测量及位姿偏差计算 | 第24-38页 |
| 2.1 相关坐标系介绍 | 第24-25页 |
| 2.2 隧道设计轴线(DTA) | 第25-29页 |
| 2.2.1 直线段 | 第26-27页 |
| 2.2.2 圆曲线段 | 第27页 |
| 2.2.3 缓和曲线段 | 第27-29页 |
| 2.3 盾构机的姿态测量 | 第29-35页 |
| 2.3.1 盾构机姿态描述 | 第30-31页 |
| 2.3.2 常用姿态测量方法 | 第31-35页 |
| 2.3.2.1 人工测量方法 | 第31-32页 |
| 2.3.2.2 自动测量方法 | 第32-35页 |
| 2.4 盾构机位姿偏差计算 | 第35-36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-38页 |
| 第3章 纠偏轨迹规划特性分析与实现 | 第38-52页 |
| 3.1 姿态偏差情况分类 | 第38-40页 |
| 3.2 轨迹规划特性分析 | 第40-44页 |
| 3.3 最少直线段拟合纠偏缓和曲线算法 | 第44-48页 |
| 3.3.1 最少直线段拟合纠偏缓和曲线原理 | 第44-47页 |
| 3.3.2 最少直线段拟合缓和曲线算法实现 | 第47-48页 |
| 3.4 仿真分析 | 第48-51页 |
| 3.4.1 纠偏缓和曲线 | 第48-50页 |
| 3.4.2 最少直线段拟合DTA中缓和曲线 | 第50-51页 |
| 3.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第4章 盾构机掘进时运动学模型的建立 | 第52-72页 |
| 4.1 盾构机运动学模型变量的选取 | 第52-53页 |
| 4.2 盾构机掘进参数的统计分析 | 第53-56页 |
| 4.2.1 数据预处理 | 第54页 |
| 4.2.2 数据统计结果 | 第54-56页 |
| 4.3 盾构机运动学模型的建立 | 第56-61页 |
| 4.3.1 模糊逻辑与模糊推理 | 第56-59页 |
| 4.3.1.1 模糊逻辑基本概念 | 第56-58页 |
| 4.3.1.2 模糊推理 | 第58-59页 |
| 4.3.2 模糊模型结构选取 | 第59页 |
| 4.3.3 T-S模糊模型 | 第59-61页 |
| 4.4 基于模糊C均值聚类的T-S模型辨识方法 | 第61-64页 |
| 4.4.1 模糊C均值聚类(FCM) | 第61-63页 |
| 4.4.2 模糊模型后件参数辨识 | 第63-64页 |
| 4.5 T-S模糊模型的稳定性 | 第64-65页 |
| 4.6 运动学模型辨识 | 第65-71页 |
| 4.6.1 模型辨识 | 第65-66页 |
| 4.6.2 模型残差分析 | 第66-70页 |
| 4.6.3 模型稳定性分析 | 第70-71页 |
| 4.7 总结与不足 | 第71-72页 |
| 第5章 盾构机掘进时轨迹跟踪控制器的设计 | 第72-102页 |
| 5.1 模糊控制器的基本原理 | 第72-74页 |
| 5.2 盾构机姿态控制系统 | 第74-76页 |
| 5.3 盾构姿态模糊控制器的设计 | 第76-83页 |
| 5.3.1 变量的论域与基本论域 | 第76-77页 |
| 5.3.2 量化因子和比例因子 | 第77-78页 |
| 5.3.3 语言值及其隶属度函数的确定 | 第78页 |
| 5.3.4 输入变量的模糊化 | 第78-79页 |
| 5.3.5 控制规则的确立 | 第79-83页 |
| 5.4 模糊控制查询表的建立 | 第83-86页 |
| 5.5 盾构机控制系统介绍 | 第86-88页 |
| 5.5.1 盾构机控制系统的功能介绍 | 第86-87页 |
| 5.5.2 盾构机PLC控制系统简介 | 第87-88页 |
| 5.6 用PLC实现盾构机姿态模糊控制器的研究 | 第88-93页 |
| 5.6.1 推进系统各分区实际设定压力与行程的确定 | 第88-90页 |
| 5.6.2 盾构机姿态模糊控制器在PLC上的实现算法研究 | 第90-93页 |
| 5.7 模糊控制器有效性的验证 | 第93-95页 |
| 5.8 盾构姿态模糊控制系统的仿真 | 第95-99页 |
| 5.8.1 仿真结构的确定 | 第96-97页 |
| 5.8.2 系统的数值仿真 | 第97-99页 |
| 5.9 总结与不足 | 第99-102页 |
| 第6章 总结与展望 | 第102-106页 |
| 6.1 总结 | 第102-103页 |
| 6.2 展望 | 第103-106页 |
| 参考文献 | 第106-110页 |
| 附录A 盾构机掘进实测数据 | 第110-113页 |
| 附录B 辨识T-S模型的实测数据 | 第113-125页 |
| 攻读硕士学位期间主要科研成果 | 第125页 |