IMNMSSPC算法在盾构机土压平衡控制中的应用

来源：计算机工程与应用杂志2017年第4期北京时间：

作者：宋英莉，刘宣宇，张凯举，施惠元，王 倩

单位：辽宁石油化工大学 信息与控制工程学院，辽宁 抚顺 113001

摘要：针对盾构掘进过程中密封舱内土压平衡控制的精确度低、效果差的问题，提出了一种改进的多变量非最小相位状态空间模型预测控制（IMNMSSPC）应用于密封舱多点土压平衡控制。该方法利用阶跃响应数据建立传递函数模型，将模型转换成状态空间的形式，在目标函数中引入了可调因子，反馈校正中对预测误差补偿进行校正，有效减小了模型失配时产生的误差；建立了以密封舱多监测点土压力为输出，以盾构机推进速度、螺旋输送机转速为输入的盾构土压平衡过程模型，通过多步预测直接递推出过程预测输出，并对控制量进行优化求解，从而实现土压平衡的自动控制。应用结果表明该算法具有较高的控制精度、良好的跟踪性能和强鲁棒性。

关键词：密封舱,土压平衡,多变量系统,状态空间,模型预测控制