基于遗传算法的盾构机土仓压力控制模型辨识与实验验证

本文档深入探讨了盾构机土仓压力平衡模型参数辨识方法的研究，发表于2013年的地下空间与工程学报上。作者们针对盾构机隧道掘进过程中的土仓压力控制和地表变形问题，提出了一种基于遗传算法的控制模型辨识策略。他们构建了一个盾构机土仓压力控制实验台，该平台由盾构机推进系统、螺旋输送机排土系统以及土仓压力与螺旋输送机转速监测系统构成。在这个系统中，输入是螺旋输送机的转速，输出是土仓压力，目标是通过最小化实验观测值与模型计算值之间的残差平方和来确定系统的参数。 识别参数时，为了克服局部极小值问题，研究人员采用了一种改进的十进制遗传算法。这种算法的优势在于能够更有效地搜索到全局最优解，而不是仅仅局限于局部最优。实验结果显示，与传统的最小二乘法和梯度搜索方法相比，遗传算法在参数估计方面的精度更高，预测的土仓压力与实际观测值有更好的一致性。 关键词集中在系统辨识、土仓压力控制、遗传算法以及实验研究上，表明了这项工作的核心内容和重要性。该研究不仅对盾构机的实际操作有理论指导意义，也为监控和控制盾构机的工作性能提供了科学依据，有助于提高施工效率并减少对周围环境的影响。