盾构掘进过程中地质多变,推进速度要求实现非线性控制,因此对控制方法提出较高的要求.在分析了盾构推进液压系统原理的基础上,建立了盾构推进速度仿真模型,设计了基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制器,运用MATLAB软件对常规PID推进速度控制和基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制进行了阶跃响应仿真对比,并对基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制的正弦跟踪特性进行了仿真.仿真结果表明基于BP神经网络整定的PID控制具有良好的跟踪能力和鲁棒性,相比于传统PID控制系统响应迅速,超调量小,具有很高的响应精度和良好的在线整定能力,对于盾构推进速度这种非线性过程,控制效果比较理想.

提出推进液压系统的同步控制策略，对区间的液压缸采用PID控制，仿真结果表明，PID控制能够满足区间控制的精度要求．针对现有的盾构推进系统分区控制区内液压缸压力同步的情况进行了仿真分析，提出流量同步的协调控制方法，仿真结果表明，流量同步控制可以把同步误差控制在3mm内．最后对压力同步和流量同步的优劣性进行了比较，结果表明：压力同步在缓变负载下能保持优良特性，但对突变负载而言，其同步性受到很大的影响；流量同步对突变负载能够保持优良的特性，但有一定的能量损耗．