ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2018; 4: 72-78
http://dx.doi.org/10.17213/0321-2653-2018-4-72-78
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА МИКРОТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Батюков Александр Владимирович – аспирант, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: Alexbatyukov@gmail.com
Гуммель Андрей Артурович – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Электромеханика и электрические аппараты», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: gummel@rambler.ru
Глебов Николай Алексеевич – д-р. техн. наук, профессор, кафедра «Мехатроника и гидропневмоавтоматика», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Е-mail: aprim.srstu@mail.ru
Земляной Михаил Александрович – канд. техн. наук, директор, ООО ПСК «Гидрострой», г. Новочеркасск, Россия. E-mail: p218_gidrostroy@mail.ru
Аннотация
Рассмотрены вопросы математического моделирования процесса движения щита микротоннелепроходческого комплекса. Управление движением щита осуществляется за счет асимметричного включения гидродомкратов относительно вертикальной или горизонтальной оси щита. Положение щита в пространстве контролируется путем определения координаты его хвостовой точки и углов наклона между осью щита и ее проекциями на координатные плоскости. При формировании модели проходческий щит комплекса представлен в виде твердого тела, управление движением которого производится в горизонтальной, вертикальной плоскостях и в плоскости крена. С учетом принятых допущений сформированы уравнения движения щита. Полученные системы уравнений позволяют описать пространственное движение щита в горизонтальной и вертикальной плоскости. На основе полученных систем уравнений движения щита было проведено моделирование процесса движения в пакете Simulink MATLAB. В результате моделирования получены графики изменения угловой скорости поворота щита и изменения координат ножевой точки. Предложенная математическая модель и соответствующий ей алгоритм могут быть использованы для ведения тоннелепроходческого щита по проектному направлению с корректировкой его пространственного положения с помощью соответствующих методов и средств, при измерении и контроле координаты относительно проектной оси проходки тоннеля.
Ключевые слова: математическое моделирование; микротоннелепроходческий комплекс; проходческий щит; бестраншейная прокладка коммуникаций; система автоматического управления.
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
- Клорикьян В.Х., Ходош В.А. Горнопроходческие щиты и комплексы. М.: Недра, 1977. 326 с.
- Микротоннелирование // Электронный ресурс. URL: http://www.beztranshey.ru/bestranshtech/microtonnel (дата обращения 06.11.18)
- Валиев А.Г., Власов С.Н., Самойлов В.П. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. М.: ТА Инжиниренг, 2003. 70 с.
- Эткин С.М., Симоненко В.М. Сооружение подземных выработок проходческими щитами. М.: Недра, 1980. 304 с.
- Глебов Н.А. Автоматизация горного оборудования: учеб. пособие / Новочеркасск: ЮРГТУ(НПИ). 2010. 110 с.
- Глебов Н.А., Ваколюк А.Я. Управление движением мехатронных комплексов для строительства тоннелей: монография / Юж.-Рос. гос. политехн, ун-т (НПИ) – Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2013. 163 с.
- Рыбаков А.П. Основы бестраншейных технологий (теория и практика): Технический учебник-справочник. М.: Изд-во ПрессБюро №1, 2005. 304 с.
- Бреннер В.А., Жабин А.Б., Щеголевский М.М., Поляков Ал.В., Поляков Ан.В. Щитовые проходческие комплексы: учеб. пособие. М.: Изд-во Горная книга; изд-во МГГУ 2009. 447 с.
- Клавдиев А.А. Теория автоматического управления в примерах и задачах. Ч. 1: учеб. пособие. СПб.: СЗТУ, 2005. 74 с.
- Simulink – моделирование и симуляция динамических систем для Simulink // Электронный ресурс. URL: https://matlab.ru/products/simulink (Дата обращения 06.11.2018).