水底隧道沉管壓載水箱協(xié)調(diào)控制方法的設(shè)計(jì).pdf

1、水底隧道逐步成為跨越航運(yùn)繁忙河道和連接陸地交通的第一選擇。在各種修建水底隧道的工法中，沉管法因其顯著的優(yōu)越性在目前運(yùn)用的非常多。這種工法包含復(fù)雜的水中作業(yè)，如管段的浮運(yùn)、沉放，保障這一過程的順利完成關(guān)系到整個(gè)沉管隧道工程的進(jìn)度和質(zhì)量。管段在沉放過程時(shí)由于受到風(fēng)浪的影響，姿態(tài)會(huì)不斷發(fā)生變化，為了保證管段在對(duì)接時(shí)的偏差在允許范圍內(nèi)，即保證完美對(duì)接不漏水，傳統(tǒng)的沉放方法是運(yùn)用三維定位測(cè)量持續(xù)不斷提供管段的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，再通過人工控制調(diào)節(jié)管段

2、上端的鋼索和預(yù)先設(shè)置在沉管內(nèi)部的水箱內(nèi)的進(jìn)出水量來調(diào)整管段姿態(tài)。這種方法耗時(shí)較長，且需要更多的人力物力和財(cái)力。因此，研究開發(fā)一種沉管在沉放過程中的自動(dòng)平衡的方法具有很重要的意義。
　　 目前，對(duì)于沉管水箱系統(tǒng)的研究集中于用來人工進(jìn)行控制，專門針對(duì)各個(gè)水箱之間的協(xié)調(diào)關(guān)系而進(jìn)行研究的工作少之又少。本文以武漢長江的地理位置為背景，在參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了因地制宜的管段數(shù)量、形狀和規(guī)格，水箱尺寸和數(shù)量。以此為基礎(chǔ)，在協(xié)調(diào)各個(gè)水箱之

3、間的耦合關(guān)系時(shí)引入?yún)f(xié)調(diào)控制的思想，建立了沉管水箱協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的整個(gè)框架。在解決沉管水箱系統(tǒng)在沉放過程中擾動(dòng)多難以建立數(shù)學(xué)模型的問題時(shí)，提出了模糊邏輯控制實(shí)現(xiàn)方法。利用操作者的長期累積的經(jīng)驗(yàn)值，結(jié)合各個(gè)水箱在沉管中位置不同所以對(duì)沉管姿態(tài)作用不同的特性，分別設(shè)計(jì)了三個(gè)不同的模糊控制器，并建立了其對(duì)應(yīng)的沉管水箱控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在模糊控制器的設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同控制精度的要求設(shè)計(jì)了不同隸屬度函數(shù)和控制規(guī)則，讓每個(gè)水箱系統(tǒng)各盡其職的完成工作。模糊