[发明专利]盾构掘进机刀盘驱动装置及其同步控制方法

权利要求书

1.盾构掘进机刀盘驱动装置，其特征在于包括：多个驱动电机、多个减速机、主传动箱、圆形刀盘和循环油泵；主传动箱通过紧固螺栓与循环油泵连接，还与圆形刀盘通过主轴承同轴连接，所述主传动箱包括多个小齿轮和大齿轮，小齿轮与大齿轮间啮合；多个减速机分别通过连接装置与主传动箱内的小齿轮同轴连接；驱动电机通过连接装置与减速机同轴连接。

2.根据权利要求1所述的盾构掘进机刀盘驱动装置，其特征在于：

所述小齿轮均匀分布在大齿轮的圆周，小齿轮与大齿轮之间可以采用外啮合均匀分布方式或者内啮合均匀分布方式。

3.根据权利要求1所述的盾构掘进机刀盘驱动装置，其特征在于：

所述连接装置为法兰或者连轴器。

4.盾构掘进机刀盘同步控制方法，其特征在于：

对多个驱动电机进行同步并行的PID闭环控制；多个驱动电机的参考输入信号相同；对每个驱动电机的输出信号采用同步误差补偿方法计算补偿信号，并反馈到所对应驱动电机的输入端；所述补偿信号与最优PID控制器输出的控制信号相加输入至对应驱动电机。

5.根据权利要求4所述的盾构掘进机刀盘同步控制方法，其特征在于：

所述参考输入信号为速度或者转矩。

6.根据权利要求4所述的盾构掘进机刀盘同步控制方法，其特征在于：

所述同步误差补偿方法通过以下公式得到补偿信号，所述补偿信号包括刀盘驱动电机的转速补偿和转矩补偿：

T‾e,Ni=λ1(1NΣj=1NTe,ji)+λ2Te,Ni,λ1+λ2=1,λ1>0,λ2>0(i=1,2,...,n;N=1,2,...,)ΔT‾e,N1=1n-1{|T‾e,N1-T‾e,N2|+|T‾e,N1-T‾e,N3|+···+|T‾e,N1-T‾e,Nn|}ΔT‾e,N2=1n-1{|T‾e,N2-T‾e,N1|+|T‾e,N2-T‾e,N3|+···+|T‾e,N2-T‾e,Nn|},......,ΔT‾e,Nn=1n-1{|T‾e,Nn-T‾e,N1|+|T‾e,Nn-T‾e,N2|+···+|T‾e,Nn-T‾e,Nn-1|}---(1)]]>

V‾Ni=λ1(1NΣj=1NVji)+λ2VNi,λ1+λ2=1,λ1>0,λ2>0(i=1,2,...,n;N=1,2,...,)ΔV‾N1=1n-1{|V‾N1-V‾N2|+|V‾N1-V‾N3|+···+|V‾N1-V‾Nn|}ΔV‾N2=1n-1{|V‾N2-V‾N1|+|V‾N2-V‾N3|+···+|V‾N2-V‾Nn|},......,ΔV‾Nn=1n-1{|V‾Nn-V‾N1|+|V‾Nn-V‾N2|+···+|V‾Nn-V‾Nn-1|}---(2)]]>

其中代表第N次采样时刻的刀盘驱动电机-i的转矩；代表第N次采样时刻的刀盘驱动电机-i的平均转矩；代表第N次采样时刻的刀盘驱动电机-i的所需要补偿的转矩；其中代表第N次采样时刻的刀盘驱动电机-i的转速；代表第N次采样时刻的刀盘驱动电机-i的平均转速；代表第N次采样时刻的刀盘驱动电机-i的所需要补偿的转速；n:代表刀盘驱动电机的数量或者小齿轮数量；λ₁：代表平均力矩权重或者平均速度权重；λ₂：代表采样时刻的力矩权重或者速度权重。