随着我国地铁隧道建设需求的不断扩大,盾构技术发挥着越来越重要的作用。液压驱动相比于电机驱动具有结构简单、操作方便、易于自动控制和承载能力强等特点,常作为盾构刀盘驱动方式。因盾构机实际工作时地质环境恶劣、负载多变,目前液压马达仍广泛用作盾构机的动力元件。但由于机械摩擦引起的磨损、零件塑性变形、工作油液污染以及其他液压元件的安装制造误差,会引起的液压马达转速不同步,工作效率降低。本文针对盾构刀盘液压驱动系统中并联液压马达的调速同步问题,以某型盾构机为例,对盾构刀盘的液压驱动复合控制系统进行设计,并对泵控马达的调速、阀控马达的同步控制进行数学建模分析,采用AMESim(液压仿真软件)结合MATLAB软件建立刀盘液压驱动系统恒功率调速同步复合控制联合仿真模型,对PID、模糊PID两种控制方法进行联合仿真对比分析知,对马达的转速同步调节控制,模糊PID控制优于PID控制。本文的主要研究内容分布如下:第一章介绍了截至目前国内外盾构机发展及研究现状,论述了盾构刀盘液压驱动系统的控制技术的特点及发展趋势,最后对本课题研究内容及研究意义加以概述。第二章对盾构刀盘液压驱动系统进行分析,对液压调速控制、同步控制技术的原理及特性进行了分析,电液比例控制技术的特点加以总结。重点研究了液压调速同步复合控制系统设计及系统的工作原理,并绘制了液压复合控制系统原理图,最后对刀盘液压驱动系统关键元器件的主要参数进行计算和选型。第三章根据液压复合控制系统要求,对泵控马达调速系统以及阀控马达同步系统分别进行数学建模。对电控变量泵的内部结构进行剖析,并完成了变量泵控定量马达的数学建模。对单回路阀控马达同步系统的各个环节分别进行研究并建立传递函数,得到阀控马达的闭环控制传递函数模型。第四章在刀盘液压驱动系统原理图的基础上,采用AMESim液压仿真软件建立了刀盘液压驱动系统模型,MATLAB/Simulink软件建立系统控制模型,结合模糊自整定PID控制策略搭建刀盘液压驱动复合控制系统联合仿真模型,验证控制方案的可行性。第五章总结了论文研究的主要工作内容,以及分析并概括了刀盘液压调速同步复合控制系统有待进一步研究与完善的部分。