JPH04198588A - シールド機の掘進速度制御方法 - Google Patents
シールド機の掘進速度制御方法Info
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- JPH04198588A JPH04198588A JP33186490A JP33186490A JPH04198588A JP H04198588 A JPH04198588 A JP H04198588A JP 33186490 A JP33186490 A JP 33186490A JP 33186490 A JP33186490 A JP 33186490A JP H04198588 A JPH04198588 A JP H04198588A
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、シールド工法におけるシールド機の掘進速
度制御方法の改良に関する。
度制御方法の改良に関する。
7−ルトエ法とは、以下に述へるようにして地盤を掘削
する方法である。第5図に示すように、シールド機23
の先端に設けられると共にカッター21か取り付けられ
たカッター板20を、モータ28によって回転して地盤
を掘削する。そして、スキンプレー1・3]をチャンバ
ー30と機械室32とに区切る隔壁27に取すイ・jけ
られたスクリューコンヘア26によって、掘削された土
砂をトン不ル内に+j+出し、1・口台車33等によっ
てトンネル外に運搬する。こうして地盤を掘削しながら
、スキンプレート31の機械室32の中央部内周面に設
けられると共にセクメント2 2+ 22 + を反
力体とする複数の推進/ヤ,キ24,2/l, の伸
長によって、上記/−ルI・1浅23を前進さゼるので
ある。その際に、推進/ヤノキ24 、 2 4 、
・の伸長速度(すなわら、シール(・機23の掘進速
度)は速いほうか望ましい。 一方、」上記カッター+ff20にはチャンバー30内
の掘削土砂を撹拌するための撹拌羽根36とJyワタ−
21が取り付けられている。したかって、カッター板2
0の回転トルクは、カッター21によって地盤を掘削す
る際の切削抵抗と撹拌羽根36かチャンバー30内の掘
削土砂を撹拌する際の撹拌抵抗とによって生ずる。また
、−1−記回転トルクは推進ントノキ24,2/].
の伸長に基づく抑圧によるカッター板20と切羽面と
の摩擦抵抗によっても生ずる。したかって、むやみに推
進ジヤツキ24、24,・・の伸長速度を速くしようと
すると、カッター板20と切羽面との摩擦抵抗か大きく
なる。そして、カッター板20の回転トルク(以下、単
にカッタートルクと言う)か所定範囲を越えて異常に大
きくなり、カッター板20の回転速度か遅くなってしま
う。その結果、チャンバー30内に取り込まれる土砂の
量か少なくなって、スクリ。 ーコンベヤ26や1−口台車33等による排上作業か定
常状態にはならす、#l:上作業の効,ネ(か悪くなる
。 そのため、力,タートルクの許容範囲内で推進ジヤツキ
24の伸長速度(以下、単に推進シャ、。 キスピートと言う)を最適速度にして、掘進作業の効率
化とIJI:上作業の安定化のバランスを取る必要かあ
る。
する方法である。第5図に示すように、シールド機23
の先端に設けられると共にカッター21か取り付けられ
たカッター板20を、モータ28によって回転して地盤
を掘削する。そして、スキンプレー1・3]をチャンバ
ー30と機械室32とに区切る隔壁27に取すイ・jけ
られたスクリューコンヘア26によって、掘削された土
砂をトン不ル内に+j+出し、1・口台車33等によっ
てトンネル外に運搬する。こうして地盤を掘削しながら
、スキンプレート31の機械室32の中央部内周面に設
けられると共にセクメント2 2+ 22 + を反
力体とする複数の推進/ヤ,キ24,2/l, の伸
長によって、上記/−ルI・1浅23を前進さゼるので
ある。その際に、推進/ヤノキ24 、 2 4 、
・の伸長速度(すなわら、シール(・機23の掘進速
度)は速いほうか望ましい。 一方、」上記カッター+ff20にはチャンバー30内
の掘削土砂を撹拌するための撹拌羽根36とJyワタ−
21が取り付けられている。したかって、カッター板2
0の回転トルクは、カッター21によって地盤を掘削す
る際の切削抵抗と撹拌羽根36かチャンバー30内の掘
削土砂を撹拌する際の撹拌抵抗とによって生ずる。また
、−1−記回転トルクは推進ントノキ24,2/].
の伸長に基づく抑圧によるカッター板20と切羽面と
の摩擦抵抗によっても生ずる。したかって、むやみに推
進ジヤツキ24、24,・・の伸長速度を速くしようと
すると、カッター板20と切羽面との摩擦抵抗か大きく
なる。そして、カッター板20の回転トルク(以下、単
にカッタートルクと言う)か所定範囲を越えて異常に大
きくなり、カッター板20の回転速度か遅くなってしま
う。その結果、チャンバー30内に取り込まれる土砂の
量か少なくなって、スクリ。 ーコンベヤ26や1−口台車33等による排上作業か定
常状態にはならす、#l:上作業の効,ネ(か悪くなる
。 そのため、力,タートルクの許容範囲内で推進ジヤツキ
24の伸長速度(以下、単に推進シャ、。 キスピートと言う)を最適速度にして、掘進作業の効率
化とIJI:上作業の安定化のバランスを取る必要かあ
る。
−1一連のように、シールド機23の掘進速度を制御す
る場合には、カッタートルクの許容範囲内て推進ジャッ
キスピートを最適速度に制御することか必要である。そ
こで、上記シールl’123の掘進速度を以下のように
して制御している。すなわぢ、オペレータは、モータ2
8に取り付けられたトルク計29からのカッター1−ル
クを表す信号に基づいて制御盤25のトルクメータに表
示されるカッタートルクの値を絶えず見ながら、例えば
油圧ユニ, l− 3 4 内のバルブ37の開度や4
]1圧ポンプ35の吐出量を経験と勘によって制御する
。こうして、油圧ポンプ35から推進ジヤツキ24に供
給される圧油の量を調整して推進/ヤソキスピ−1・を
制御し、シールド機の掘進速度を制御しているのである
。 したかって、シールドJXbi+こお(する/−ルト機
23の掘進速度の制御には熟練したオペレータが必要で
あり、掘進速度制御の自動化か容易にてきないという問
題かある。 そこで、この発明の目的は、熟練者の経験則から求めた
制御ルールに基づいて、/−ルト機の掘進速度制御を正
確にかつ自動的に行なうことかできるシールド機の掘進
速度制御方法を提供することにある。
る場合には、カッタートルクの許容範囲内て推進ジャッ
キスピートを最適速度に制御することか必要である。そ
こで、上記シールl’123の掘進速度を以下のように
して制御している。すなわぢ、オペレータは、モータ2
8に取り付けられたトルク計29からのカッター1−ル
クを表す信号に基づいて制御盤25のトルクメータに表
示されるカッタートルクの値を絶えず見ながら、例えば
油圧ユニ, l− 3 4 内のバルブ37の開度や4
]1圧ポンプ35の吐出量を経験と勘によって制御する
。こうして、油圧ポンプ35から推進ジヤツキ24に供
給される圧油の量を調整して推進/ヤソキスピ−1・を
制御し、シールド機の掘進速度を制御しているのである
。 したかって、シールドJXbi+こお(する/−ルト機
23の掘進速度の制御には熟練したオペレータが必要で
あり、掘進速度制御の自動化か容易にてきないという問
題かある。 そこで、この発明の目的は、熟練者の経験則から求めた
制御ルールに基づいて、/−ルト機の掘進速度制御を正
確にかつ自動的に行なうことかできるシールド機の掘進
速度制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段]
上記1」的を達成するため、第1の発明は、隔壁によっ
てチャンバーと機械室とに区切られると共にカッターか
取りイτj(プられたカッター板か前端に設けられた円
筒形のスキンプレー1・と、」二記機械室における−」
二記スキンプレー1−内周縁に取り(1けられるど共に
上記スキンプレー1・を前進させる打I進ジャッキを有
するシールド機によって地盤を掘削する際に、上記推進
ジヤツキの伸長速度を制御して」上記シールド機の掘進
速度を制御するシールド機の掘進速度制御方法であって
、上記カツター板の回転トルクを所定時間間隔で測定し
、上記推進ジャッキの伸長速度をf1記所定時間間隔で
測定し、」二記カッター板の回転トルクの所定数の測定
値と」二記推進ジヤツキの伸長速度の上記所定数の測定
値とから」上記回転トルクと上記伸長速度との一次回帰
式を求め、上記測定されたカッター板の回転トルクの値
における上記測定された推進ンヤ。 キ伸長速度の値の一次回帰式からの偏差を求め、経験則
に従って、」上記推進/ヤノキの伸長速度の値が所定値
より小さくかつ−に記偏羞の値が負の所定値より小さい
場合には推進ジヤツキの伸長速度の変化量を所定の割合
で増加する一方、−1−記推進シャノキの伸長速度の値
が」−配所定値より大きくかつ上記偏差の値が正の所定
値よりも大きい場合には推進ジヤツキの伸長速度の変化
量を所定の割合で減少することを特徴としている。 また、第2の発明は、」二起筆1の発明のシールド機の
掘進速度制御方法において、上記測定された推進ジヤツ
キの伸長速度と−に記測定されたカッター板の回転トル
クの値における上記測定された推進ジヤツキの伸長速度
の値の−に記−・次回倍大からの偏差とに基づいて推進
ジヤツキの伸長速度の変化量の増減を決定するに際し、
経験則から求めた制御ルールと」二記推進ジャ、キの伸
長速度のメンバーシップ関数、上記偏差のメンバーシッ
プ関数および推進ジヤツキの伸長速度の変化量のメンバ
ーシップ関数とに基づいて、上記推進ジヤツキの伸長速
度の変化量をファジィ推論することを特徴としている。 【実施例] 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第1図はこの発明に係る掘進速度制御装置のブロック図
である。この掘進速度制御装置は、推進/ヤノキスピ−
1・検出器2、シール1−機】7のカッター板3を回転
さぜるモータ4に取り付(プられたトルク訓5、このト
ルク訓5からの信号等に基づいてファジィ論理演算を実
行するファジィ制御部8、バルブ制御部9および一次回
帰式算出部11によって概略構成されている。 −1−記推進ジャッキスピ−1・検出器2は、推進7ヤ
7キ6に油圧ポンプ12からの圧油を供給するパイプラ
インに介設されたバルブ7の開度を制御するバルブ制御
部9からのバルブ7の開度を表ず信号を推進シャ、キス
ピードJSに変換する。また、トルク計5はモータ4の
トルクを計測することによってカッタートルクTを検出
する。そうすると、−次回倍大算出部11は、A/D変
換器15によってティ/タル値に変換された所定数の力
・ツタ−トルク′Fを表す信号と、△/I)変換器13
によってディジタル値に変換された」二記所定数の推進
ジャッキスピ−FJSを表す(3号とに基づいて、後に
詳述するような一次回帰式を算出する。こうして算出さ
れた一次回帰式は一次回帰式格納部14に格納される。 上記ファジィ制御部8は、△/l)変換器15によって
ティンタル値に変換されたトルク計5からの検出値や一
次回帰式格納部14に格納された一次回帰式に基づいて
、後に詳述するごとく推進ジャッキスピ−1’Jsの変
化量△JSを推論する。そして、推進ジャ、キロの伸長
速度を最適速度に制御するためのデイ/タル制御信号を
出力する。そうすると、バルブ制御部9は、ファジィ制
御部8から出力されたディジタル制御信号をD/A変換
器16によって変換して得られたアナログ制御信号に基
づいて、バルブ7の開度をjl、1+1+1 L推進ジ
ャッキスピートJSを最適に制御する。 次に、上記ファシイ制御部8によって推進/ヤノキスピ
−IIsの変化量△JSを推論する際に用いられる制御
ルールと、その制御ルールに基つくファ/イ推論の方法
について詳細に述へる。 第1図において、カッター板3を回転さぜるモータ4に
設けられたトルク計5によってカッタートルクゴを検出
する。上述のように、検出されるノノソタートルクゴは
、カッター18によって地盤を掘削する際の切削抵抗と
撹拌羽根19がチャンバー10内の掘削土砂を撹拌する
際の撹拌抵抗とカンタ−板3か切羽面を押圧する際の摩
擦抵抗とによって生ずる。したかって、掘削中における
上記カツタートルクTの最適値は、その際の推進ジャッ
キスピートと密接な関係にある。 そこで、地盤を掘削している最中において、検出された
最新の所定数のカッタートルクTの検出値と推進ジヤツ
キスピードJSの検出値とに基づいて、−次回倍大算出
部11によって一次回帰式を求めておく。そうすれば、
その−・次回帰式に現在のカッタートルクTの値を代入
することによって、現在の最適推進ジヤツキスピードJ
Saを求めることかできるのである。 ずなわら、現在のカッタートルク′■゛の値を用いて」
二部−次回帰式に基づいて求められる推進シャツキスビ
ー1・JSの値JSaを現在の推進ツヤツキスピードJ
Sの値がら差し引いた値は、現在のノJツタートルク′
Fにおいて推進ジャッキスピードJSを増加させること
かできる度合いを表す値であると言える。つまり、現在
の推進ジャッキスビ−1・JSの値の現在のカッタート
ルク′■゛における上記−次回帰式からの偏差R5,2
の値が負の大きな値である場合には、推進ジャッキスピ
ードJSを増加することが可能である。一方、上記偏差
R8oか正の大きな値である場合には、推進ソヤノキス
ピ−1・JSを減少しなければならないのである。 このことから、本実施例においては、推進/ヤノキスピ
ートJSとこの推進シャツキスピートJSの上記−次回
帰式からの偏差R5cに基づいて、推進ンヤ、キスピー
ドJSを最適になるように制御して、掘進作業の効率化
とυ1土作業の安定化を図るのである。 そこで、熟練者の経験則から求めた以下のような制御ル
ールによって、推進シャツキスピー1”JSの変化量△
JSを推論する。 キスピートJSか状!B 13 Gあるいは状態MDあ
るいは状態SMとなる度合いを表すメンバーノツプ関数
を第2図に示す。また、」―紀偏差R6゜か状態P B
あるいは状態Z○あるいは状態NBとなる度合いを表す
メンバーンノブ関数を第3図に示す。 さらに、変化量△JSか状態P Sあるいは状態ZOあ
るいは状態NSとなる度合いを表すメンバーノツプ関数
は、7ングルトンタイプとして次にように定義する。 (−5mm/m1n) =13− 本実施例における推論の形式としては所謂直接法を用い
た。ずなわら、検出された推進/ヤノキスピ−1” J
Sの値およびこの推進/ヤソキスピードJSの値の」
二部−次回帰式からの偏差R9,、の値に基づいて、」
二部制御ルール(])〜(6)を用いて、推進シャツキ
スピー1・JSのメンバー7ノブ関数と偏差Rlieの
メンバーンノブ関数から求めた上記制御ルールの前件部
の命題の適合度に応して後件部の命題(変化量△JSが
状態PSあるいは状!ルZOあるいは状態NSとなる)
の適合度を推論する。 つまり、」二部制御ルール(1)〜(6)と」二部各メ
ンバーシップ関数とを用いてファンイ論理演算を行い、
推進ジャッキスピートJSの変化量ΔJSの演算を行な
うのである。 第4図に上記ファンイ制御部8および一次回帰式算出部
1]によって実施されるファンイ推論のフローチャート
を示す。以下、第4図に従って、推進ジャ、キスビーF
JSの変化量△JSの値UJSの算出方法について詳述
する。ここで、制御ルール(1)〜(6)の前件部にお
いて推進ジャソキスピ−1・JSの取り得る状態(13
G 、 M DあるいはSM)をΔ1とし、偏差R8o
の取り得る状fg(PB、ZOあるいはNB)を13i
とする。また、その際に後件部において変化jt 1\
JSの取り得る状態(PS、ZOあるいはNS)をC1
とする。但し1は前件部の命題か成立する制御ルールの
番号である。 ステ、プS1で、」二部トルク計5によってカッタi・
ルクTか所定時間間隔て計測され、上記推進/ヤノキス
ピート検出器2によって推進ジャッキスピ−1”JSか
上記所定時間間隔て計測される。 ステップS2で、計測されたカッタトルクゴの値と推進
/ヤソキスピートJSの値とが、−次回倍大算出部11
の内部メモリに格納される。 ステップS3て、」二部−次回帰式格納部14に格納さ
れたカッタトルク1゛と推進シャツキスピー1・JSと
の最新の一次回帰式を表すテークか読み出される。 ステ、プS4で、上記−・次回倍大を表すテークに基つ
くノJツタトルク′I゛と推進/ヤ、キスピートJSと
の最新の一次回帰式から、−二記ステップS1において
計測されたツノツタ−]−トルク以下、現在のカッター
トルクと言う)Tのときの推進ジヤツキスピードJSの
値(すなわち、現在の最適推進ジヤツキスピードJSa
)が求められる。そして、上記ステップS1において計
測された推進ツヤ・ツキスピード(以下、現在の推進/
ヤノキスピ−1・と言う)Sの上記最適推進ジャ、キス
ピーFJSaからの偏差Rscの値が算出される。 ステップS5で、上記制御ルー ル(] )〜(6)の
前件部における各命題の適合度hA i(J S )、
hB i(R,、)か求められる。 但し、hAi(JS) 、検出された推進ジャッキスピードJSの値に対する状
態△lにおけるメンバ −/ノブ関数の値 h B i(Rsj 算出された偏差R,の値に対する状態 Biにおけるメンバー/ノブ関数の値 ステップS6て、上記制御ルール(1)〜(6)の前件
部の適合度ω1か次式によって算出される。 ωi=min(hAi(J S)、hBi(R,c]こ
れは、JS=AiかつR、c= B iなる命題の適合
度は、JS=Aiなる命題の適合度とR、c=:: B
iなる命題の適合度のうちの小さい方の適合度とする
ことを表す。 ステップS7で、上記ステップS6において算出された
前件部の適合度ω1に基づいて、上記制御ルール(1)
〜(6)のうち前件部の命題が成立する制御ルールにお
ける後件部の適合度*bC1(△JS)か次式によって
算出される。 *hCi(/\JS)=a月・hCi(△JS)但し、
hCi(△JS) :変化量△JSの状態C1におけるメ ンバー7ノブ関数の値 ステップS8で、上記ステップS7において算出された
a個の後件部の適合度*I+Ci(△JS)に基づいて
、推進ジャッキスピードJSの (LfflΔJSの値
U JSか次式によって算出される。 U、、、=(Σ*hCi(△JS)]/ai=1 ステップS9で、上記ステップS8において算出された
推進シャツキスピー1・JSの変化量△JSの値UJS
を表すティンタル制御信号か、」二連のように1)/A
変換器16に出力される。 ステップS]、0て、上記−次回倍大算出部11の上記
内部メモリに格納された現在のカッターI・ルク]゛の
値および現在の推進ツヤツキスピードSの値を含む最新
の」二記所定数のツノツタ−トルク′「の値と推進シャ
ツキスピーFSの値とに基づいて、ノJワタートルク′
Fと推進ンヤ、キスピー1” Sとの一次回帰式か新た
に算出される。 ステップSolで、上記ステップShoにおいて算出さ
れた一次回帰式を表すテークによって、上記−次回倍大
格納部14の内容か更新される。 ステップS12で、ファジィ推論を終了するか否かかが
判別される。そして、終了の指示かなければステップS
]に戻り、終了の指示かあればファジィ推論を終了する
。 こうして、」二記モータ4に取り付けられたトルク計5
からのカッタトルクTを表ず信号と推進ジヤツキスピー
ド検出器2からの推進ジャッキスピーF 、1 Sを表
す信号に2i(−)<推進ジャッキスピーIJSの変化
量△、I Sの(jllJU jsに基づいて、バルブ
制御部9によってバルブ7の開度が自動的に制御される
のである。 このように、本実施例においては、推進ジヤツキOの伸
長速度制御に関する熟練者の経験則から求めた制御ルー
ルと上記推進シャツキスピー1”JS、偏差R,,,お
よび推進シャ、キスピー1’Jsの変化量△、I Sの
メンバーシップ関数とに基づいて、推進ジャッキスピ−
1・JSの変化量△JSをファジィ推論する。そして、
推論された推進シャツキスピー1’Jsの変化量△、丁
Sの値U。5に基づいてバルブ制御部9でバルブ7の開
度を制御し、推進ジャッキ6の伸長速度を制御するよう
にしている。 したかって、本実施例によれば、熟練オペレータの経験
と勘によらなくどもノールト機17の掘進速度を最適な
速度に保つことができ、掘進作業の効率化とJJIニー
+−作業の安定化を実施できる。 上記実施例においては、ファンイ制御部8からの制御信
号に基づいてバルブ7の開度を制御するようにしている
。しかしながら、この発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば状況に応して油圧ポンプ12の吐出量また
はバルブ7のいずれか一方を制御するようにしてもよい
。 この発明における推進ジャッキスピードの変化量に係る
ファジィ推論のアルコリズムは、上記実施例におけるア
ルコリズムに限定されるものではない。 この発明に係るノールド機の構造は第1図および第5図
に示す構造に限定されるものではない。 」二記実施例においては、推進ジャッキスピ−1・JS
の変化量△JSをファンイ制御部8によるファジィ推論
によって求めているか、この発明はこれに限定されるも
のではない。例えば、単に制御部の制御によって、−1
−記推進ジャッキスピート、lsの値が所定値より小さ
くかつ上記偏差Rscの値が負の所定値より小さい場合
には推進ジヤツキスピードJSの変化量△、I Sを所
定の割合で増加する。 一方、上記推進ジヤツキスピードJSの値が1−配所定
値より大きくかつ」二記偏差Rsゆの値が正の所定値よ
りも大きい場合には推進ジャッキスピードJSの変化量
△JSを所定の割合て減少するようにしても差し支えな
い。 【発明の効果] 以上より明らかなように、第1の発明のシールド機の掘
進速度制御方法は、推進ジヤツキの伸長速度およびこの
伸長速度の上記−・次回倍大からの偏差を求め、経験則
に従って、上記推進ジヤツキの伸長速度の値が所定値よ
り小さくかっ」二記偏差の値が負の所定値より小さい場
合には推進ジャッキの伸長速度の変化量を所定の割合で
増加する。 一方、上記推進ジャ、キの伸長速度の値が」−配所定値
より大きくかつ上記偏差の値が正の所定値よりも大きい
場合には推進ジヤツキの伸長速度の変化量を所定の割合
で減少するようにしたので、熟練者の経験則から求めた
制御ルールに基づいて、推進/ヤソキの伸長速度制御を
正確にかつ自動的に行なうことかできる。 また、第2の発明においては、」二起筆1の発明におい
て推進ツヤツキの伸長速度の変化量を求めるに際し、経
験則から求めた制御ルールと上記11f進ジヤツキの伸
長速度、偏差および推進ジャッキの伸長速度の変化量の
メンバーシップ関数とに基づいて、推進ジャッキの伸長
速度の変化量をファ/イiff論するようにしたので、
熟練者の経験則から求めた制御ルールに基づいて、ノー
ルj−機の掘進速度制御を正確にしかもきめ細かくか一
つ自動的に行なうことかできる。
てチャンバーと機械室とに区切られると共にカッターか
取りイτj(プられたカッター板か前端に設けられた円
筒形のスキンプレー1・と、」二記機械室における−」
二記スキンプレー1−内周縁に取り(1けられるど共に
上記スキンプレー1・を前進させる打I進ジャッキを有
するシールド機によって地盤を掘削する際に、上記推進
ジヤツキの伸長速度を制御して」上記シールド機の掘進
速度を制御するシールド機の掘進速度制御方法であって
、上記カツター板の回転トルクを所定時間間隔で測定し
、上記推進ジャッキの伸長速度をf1記所定時間間隔で
測定し、」二記カッター板の回転トルクの所定数の測定
値と」二記推進ジヤツキの伸長速度の上記所定数の測定
値とから」上記回転トルクと上記伸長速度との一次回帰
式を求め、上記測定されたカッター板の回転トルクの値
における上記測定された推進ンヤ。 キ伸長速度の値の一次回帰式からの偏差を求め、経験則
に従って、」上記推進/ヤノキの伸長速度の値が所定値
より小さくかつ−に記偏羞の値が負の所定値より小さい
場合には推進ジヤツキの伸長速度の変化量を所定の割合
で増加する一方、−1−記推進シャノキの伸長速度の値
が」−配所定値より大きくかつ上記偏差の値が正の所定
値よりも大きい場合には推進ジヤツキの伸長速度の変化
量を所定の割合で減少することを特徴としている。 また、第2の発明は、」二起筆1の発明のシールド機の
掘進速度制御方法において、上記測定された推進ジヤツ
キの伸長速度と−に記測定されたカッター板の回転トル
クの値における上記測定された推進ジヤツキの伸長速度
の値の−に記−・次回倍大からの偏差とに基づいて推進
ジヤツキの伸長速度の変化量の増減を決定するに際し、
経験則から求めた制御ルールと」二記推進ジャ、キの伸
長速度のメンバーシップ関数、上記偏差のメンバーシッ
プ関数および推進ジヤツキの伸長速度の変化量のメンバ
ーシップ関数とに基づいて、上記推進ジヤツキの伸長速
度の変化量をファジィ推論することを特徴としている。 【実施例] 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第1図はこの発明に係る掘進速度制御装置のブロック図
である。この掘進速度制御装置は、推進/ヤノキスピ−
1・検出器2、シール1−機】7のカッター板3を回転
さぜるモータ4に取り付(プられたトルク訓5、このト
ルク訓5からの信号等に基づいてファジィ論理演算を実
行するファジィ制御部8、バルブ制御部9および一次回
帰式算出部11によって概略構成されている。 −1−記推進ジャッキスピ−1・検出器2は、推進7ヤ
7キ6に油圧ポンプ12からの圧油を供給するパイプラ
インに介設されたバルブ7の開度を制御するバルブ制御
部9からのバルブ7の開度を表ず信号を推進シャ、キス
ピードJSに変換する。また、トルク計5はモータ4の
トルクを計測することによってカッタートルクTを検出
する。そうすると、−次回倍大算出部11は、A/D変
換器15によってティ/タル値に変換された所定数の力
・ツタ−トルク′Fを表す信号と、△/I)変換器13
によってディジタル値に変換された」二記所定数の推進
ジャッキスピ−FJSを表す(3号とに基づいて、後に
詳述するような一次回帰式を算出する。こうして算出さ
れた一次回帰式は一次回帰式格納部14に格納される。 上記ファジィ制御部8は、△/l)変換器15によって
ティンタル値に変換されたトルク計5からの検出値や一
次回帰式格納部14に格納された一次回帰式に基づいて
、後に詳述するごとく推進ジャッキスピ−1’Jsの変
化量△JSを推論する。そして、推進ジャ、キロの伸長
速度を最適速度に制御するためのデイ/タル制御信号を
出力する。そうすると、バルブ制御部9は、ファジィ制
御部8から出力されたディジタル制御信号をD/A変換
器16によって変換して得られたアナログ制御信号に基
づいて、バルブ7の開度をjl、1+1+1 L推進ジ
ャッキスピートJSを最適に制御する。 次に、上記ファシイ制御部8によって推進/ヤノキスピ
−IIsの変化量△JSを推論する際に用いられる制御
ルールと、その制御ルールに基つくファ/イ推論の方法
について詳細に述へる。 第1図において、カッター板3を回転さぜるモータ4に
設けられたトルク計5によってカッタートルクゴを検出
する。上述のように、検出されるノノソタートルクゴは
、カッター18によって地盤を掘削する際の切削抵抗と
撹拌羽根19がチャンバー10内の掘削土砂を撹拌する
際の撹拌抵抗とカンタ−板3か切羽面を押圧する際の摩
擦抵抗とによって生ずる。したかって、掘削中における
上記カツタートルクTの最適値は、その際の推進ジャッ
キスピートと密接な関係にある。 そこで、地盤を掘削している最中において、検出された
最新の所定数のカッタートルクTの検出値と推進ジヤツ
キスピードJSの検出値とに基づいて、−次回倍大算出
部11によって一次回帰式を求めておく。そうすれば、
その−・次回帰式に現在のカッタートルクTの値を代入
することによって、現在の最適推進ジヤツキスピードJ
Saを求めることかできるのである。 ずなわら、現在のカッタートルク′■゛の値を用いて」
二部−次回帰式に基づいて求められる推進シャツキスビ
ー1・JSの値JSaを現在の推進ツヤツキスピードJ
Sの値がら差し引いた値は、現在のノJツタートルク′
Fにおいて推進ジャッキスピードJSを増加させること
かできる度合いを表す値であると言える。つまり、現在
の推進ジャッキスビ−1・JSの値の現在のカッタート
ルク′■゛における上記−次回帰式からの偏差R5,2
の値が負の大きな値である場合には、推進ジャッキスピ
ードJSを増加することが可能である。一方、上記偏差
R8oか正の大きな値である場合には、推進ソヤノキス
ピ−1・JSを減少しなければならないのである。 このことから、本実施例においては、推進/ヤノキスピ
ートJSとこの推進シャツキスピートJSの上記−次回
帰式からの偏差R5cに基づいて、推進ンヤ、キスピー
ドJSを最適になるように制御して、掘進作業の効率化
とυ1土作業の安定化を図るのである。 そこで、熟練者の経験則から求めた以下のような制御ル
ールによって、推進シャツキスピー1”JSの変化量△
JSを推論する。 キスピートJSか状!B 13 Gあるいは状態MDあ
るいは状態SMとなる度合いを表すメンバーノツプ関数
を第2図に示す。また、」―紀偏差R6゜か状態P B
あるいは状態Z○あるいは状態NBとなる度合いを表す
メンバーンノブ関数を第3図に示す。 さらに、変化量△JSか状態P Sあるいは状態ZOあ
るいは状態NSとなる度合いを表すメンバーノツプ関数
は、7ングルトンタイプとして次にように定義する。 (−5mm/m1n) =13− 本実施例における推論の形式としては所謂直接法を用い
た。ずなわら、検出された推進/ヤノキスピ−1” J
Sの値およびこの推進/ヤソキスピードJSの値の」
二部−次回帰式からの偏差R9,、の値に基づいて、」
二部制御ルール(])〜(6)を用いて、推進シャツキ
スピー1・JSのメンバー7ノブ関数と偏差Rlieの
メンバーンノブ関数から求めた上記制御ルールの前件部
の命題の適合度に応して後件部の命題(変化量△JSが
状態PSあるいは状!ルZOあるいは状態NSとなる)
の適合度を推論する。 つまり、」二部制御ルール(1)〜(6)と」二部各メ
ンバーシップ関数とを用いてファンイ論理演算を行い、
推進ジャッキスピートJSの変化量ΔJSの演算を行な
うのである。 第4図に上記ファンイ制御部8および一次回帰式算出部
1]によって実施されるファンイ推論のフローチャート
を示す。以下、第4図に従って、推進ジャ、キスビーF
JSの変化量△JSの値UJSの算出方法について詳述
する。ここで、制御ルール(1)〜(6)の前件部にお
いて推進ジャソキスピ−1・JSの取り得る状態(13
G 、 M DあるいはSM)をΔ1とし、偏差R8o
の取り得る状fg(PB、ZOあるいはNB)を13i
とする。また、その際に後件部において変化jt 1\
JSの取り得る状態(PS、ZOあるいはNS)をC1
とする。但し1は前件部の命題か成立する制御ルールの
番号である。 ステ、プS1で、」二部トルク計5によってカッタi・
ルクTか所定時間間隔て計測され、上記推進/ヤノキス
ピート検出器2によって推進ジャッキスピ−1”JSか
上記所定時間間隔て計測される。 ステップS2で、計測されたカッタトルクゴの値と推進
/ヤソキスピートJSの値とが、−次回倍大算出部11
の内部メモリに格納される。 ステップS3て、」二部−次回帰式格納部14に格納さ
れたカッタトルク1゛と推進シャツキスピー1・JSと
の最新の一次回帰式を表すテークか読み出される。 ステ、プS4で、上記−・次回倍大を表すテークに基つ
くノJツタトルク′I゛と推進/ヤ、キスピートJSと
の最新の一次回帰式から、−二記ステップS1において
計測されたツノツタ−]−トルク以下、現在のカッター
トルクと言う)Tのときの推進ジヤツキスピードJSの
値(すなわち、現在の最適推進ジヤツキスピードJSa
)が求められる。そして、上記ステップS1において計
測された推進ツヤ・ツキスピード(以下、現在の推進/
ヤノキスピ−1・と言う)Sの上記最適推進ジャ、キス
ピーFJSaからの偏差Rscの値が算出される。 ステップS5で、上記制御ルー ル(] )〜(6)の
前件部における各命題の適合度hA i(J S )、
hB i(R,、)か求められる。 但し、hAi(JS) 、検出された推進ジャッキスピードJSの値に対する状
態△lにおけるメンバ −/ノブ関数の値 h B i(Rsj 算出された偏差R,の値に対する状態 Biにおけるメンバー/ノブ関数の値 ステップS6て、上記制御ルール(1)〜(6)の前件
部の適合度ω1か次式によって算出される。 ωi=min(hAi(J S)、hBi(R,c]こ
れは、JS=AiかつR、c= B iなる命題の適合
度は、JS=Aiなる命題の適合度とR、c=:: B
iなる命題の適合度のうちの小さい方の適合度とする
ことを表す。 ステップS7で、上記ステップS6において算出された
前件部の適合度ω1に基づいて、上記制御ルール(1)
〜(6)のうち前件部の命題が成立する制御ルールにお
ける後件部の適合度*bC1(△JS)か次式によって
算出される。 *hCi(/\JS)=a月・hCi(△JS)但し、
hCi(△JS) :変化量△JSの状態C1におけるメ ンバー7ノブ関数の値 ステップS8で、上記ステップS7において算出された
a個の後件部の適合度*I+Ci(△JS)に基づいて
、推進ジャッキスピードJSの (LfflΔJSの値
U JSか次式によって算出される。 U、、、=(Σ*hCi(△JS)]/ai=1 ステップS9で、上記ステップS8において算出された
推進シャツキスピー1・JSの変化量△JSの値UJS
を表すティンタル制御信号か、」二連のように1)/A
変換器16に出力される。 ステップS]、0て、上記−次回倍大算出部11の上記
内部メモリに格納された現在のカッターI・ルク]゛の
値および現在の推進ツヤツキスピードSの値を含む最新
の」二記所定数のツノツタ−トルク′「の値と推進シャ
ツキスピーFSの値とに基づいて、ノJワタートルク′
Fと推進ンヤ、キスピー1” Sとの一次回帰式か新た
に算出される。 ステップSolで、上記ステップShoにおいて算出さ
れた一次回帰式を表すテークによって、上記−次回倍大
格納部14の内容か更新される。 ステップS12で、ファジィ推論を終了するか否かかが
判別される。そして、終了の指示かなければステップS
]に戻り、終了の指示かあればファジィ推論を終了する
。 こうして、」二記モータ4に取り付けられたトルク計5
からのカッタトルクTを表ず信号と推進ジヤツキスピー
ド検出器2からの推進ジャッキスピーF 、1 Sを表
す信号に2i(−)<推進ジャッキスピーIJSの変化
量△、I Sの(jllJU jsに基づいて、バルブ
制御部9によってバルブ7の開度が自動的に制御される
のである。 このように、本実施例においては、推進ジヤツキOの伸
長速度制御に関する熟練者の経験則から求めた制御ルー
ルと上記推進シャツキスピー1”JS、偏差R,,,お
よび推進シャ、キスピー1’Jsの変化量△、I Sの
メンバーシップ関数とに基づいて、推進ジャッキスピ−
1・JSの変化量△JSをファジィ推論する。そして、
推論された推進シャツキスピー1’Jsの変化量△、丁
Sの値U。5に基づいてバルブ制御部9でバルブ7の開
度を制御し、推進ジャッキ6の伸長速度を制御するよう
にしている。 したかって、本実施例によれば、熟練オペレータの経験
と勘によらなくどもノールト機17の掘進速度を最適な
速度に保つことができ、掘進作業の効率化とJJIニー
+−作業の安定化を実施できる。 上記実施例においては、ファンイ制御部8からの制御信
号に基づいてバルブ7の開度を制御するようにしている
。しかしながら、この発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば状況に応して油圧ポンプ12の吐出量また
はバルブ7のいずれか一方を制御するようにしてもよい
。 この発明における推進ジャッキスピードの変化量に係る
ファジィ推論のアルコリズムは、上記実施例におけるア
ルコリズムに限定されるものではない。 この発明に係るノールド機の構造は第1図および第5図
に示す構造に限定されるものではない。 」二記実施例においては、推進ジャッキスピ−1・JS
の変化量△JSをファンイ制御部8によるファジィ推論
によって求めているか、この発明はこれに限定されるも
のではない。例えば、単に制御部の制御によって、−1
−記推進ジャッキスピート、lsの値が所定値より小さ
くかつ上記偏差Rscの値が負の所定値より小さい場合
には推進ジヤツキスピードJSの変化量△、I Sを所
定の割合で増加する。 一方、上記推進ジヤツキスピードJSの値が1−配所定
値より大きくかつ」二記偏差Rsゆの値が正の所定値よ
りも大きい場合には推進ジャッキスピードJSの変化量
△JSを所定の割合て減少するようにしても差し支えな
い。 【発明の効果] 以上より明らかなように、第1の発明のシールド機の掘
進速度制御方法は、推進ジヤツキの伸長速度およびこの
伸長速度の上記−・次回倍大からの偏差を求め、経験則
に従って、上記推進ジヤツキの伸長速度の値が所定値よ
り小さくかっ」二記偏差の値が負の所定値より小さい場
合には推進ジャッキの伸長速度の変化量を所定の割合で
増加する。 一方、上記推進ジャ、キの伸長速度の値が」−配所定値
より大きくかつ上記偏差の値が正の所定値よりも大きい
場合には推進ジヤツキの伸長速度の変化量を所定の割合
で減少するようにしたので、熟練者の経験則から求めた
制御ルールに基づいて、推進/ヤソキの伸長速度制御を
正確にかつ自動的に行なうことかできる。 また、第2の発明においては、」二起筆1の発明におい
て推進ツヤツキの伸長速度の変化量を求めるに際し、経
験則から求めた制御ルールと上記11f進ジヤツキの伸
長速度、偏差および推進ジャッキの伸長速度の変化量の
メンバーシップ関数とに基づいて、推進ジャッキの伸長
速度の変化量をファ/イiff論するようにしたので、
熟練者の経験則から求めた制御ルールに基づいて、ノー
ルj−機の掘進速度制御を正確にしかもきめ細かくか一
つ自動的に行なうことかできる。
第1図はこの発明に係る掘進速度制御装置における一実
施例のブロック図、第2図は1[1進ジャッキスピード
JSのメンバーン7プ関数の−・例を示す図、第3図は
偏差R,cのメンバー7ノブ関数の一例を示す図、第4
図はファジィ推論のフローチャー1・、第5図はシール
ドエ法の説明図である。 1・・隔壁、 2・推進シャツキスピー1・検出器、 3・カッター板、 4 ・モータ、5・・トルク
計、 6 推論/ヤノキ、7 バルブ、
8 ファンイ制御部、9 ハルツ制御部、 11−次回倍大算出部、 14・−次回倍大格納部、 ]7 シールド機、 19 撹拌羽根。
施例のブロック図、第2図は1[1進ジャッキスピード
JSのメンバーン7プ関数の−・例を示す図、第3図は
偏差R,cのメンバー7ノブ関数の一例を示す図、第4
図はファジィ推論のフローチャー1・、第5図はシール
ドエ法の説明図である。 1・・隔壁、 2・推進シャツキスピー1・検出器、 3・カッター板、 4 ・モータ、5・・トルク
計、 6 推論/ヤノキ、7 バルブ、
8 ファンイ制御部、9 ハルツ制御部、 11−次回倍大算出部、 14・−次回倍大格納部、 ]7 シールド機、 19 撹拌羽根。
Claims (2)
- (1)隔壁によってチャンバーと機械室とに区切られる
と共にカッターが取り付けられたカッター板が前端に設
けられた円筒形のスキンプレートと、上記機械室におけ
る上記スキンプレート内周縁に取り付けられると共に上
記スキンプレートを前進させる推進ジャッキを有するシ
ールド機によって地盤を掘削する際に、上記推進ジャッ
キの伸長速度を制御して上記シールド機の掘進速度を制
御するシールド機の掘進速度制御方法であって、上記カ
ッター板の回転トルクを所定時間間隔で測定し、 上記推進ジャッキの伸長速度を上記所定時間間隔で測定
し、 上記カッター板の回転トルクの所定数の測定値と上記推
進ジャッキの伸長速度の上記所定数の測定値とから上記
回転トルクと上記伸長速度との一次回帰式を求め、 上記測定されたカッター板の回転トルクの値における上
記測定された推進ジャッキの伸長速度の値の一次回帰式
からの偏差を求め、 経験則に従って、上記推進ジャッキの伸長速度の値が所
定値より小さくかつ上記偏差の値が負の所定値より小さ
い場合には推進ジャッキの伸長速度の変化量を所定の割
合で増加する一方、 上記推進ジャッキの伸長速度の値が上記所定値より大き
くかつ上記偏差の値が正の所定値よりも大きい場合には
推進ジャッキの伸長速度の変化量を所定の割合で減少す
ることを特徴とするシールド機の掘進速度制御方法。 - (2)請求項1に記載のシールド機の掘進速度制御方法
において、上記測定された推進ジャッキの伸長速度と上
記測定されたカッター板の回転トルクの値における上記
測定された推進ジャッキの伸長速度の値の上記一次回帰
式からの偏差とに基づいて推進ジャッキの伸長速度の変
化量の増減を決定するに際し、 経験則から求めた制御ルールと上記推進ジャッキの伸長
速度のメンバーシップ関数、上記偏差のメンバーシップ
関数および推進ジャッキの伸長速度の変化量のメンバー
シップ関数とに基づいて、上記推進ジャッキの伸長速度
の変化量をファジィ推論することを特徴とするシールド
機の掘進速度制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33186490A JPH0726517B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | シールド機の掘進速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33186490A JPH0726517B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | シールド機の掘進速度制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04198588A true JPH04198588A (ja) | 1992-07-17 |
JPH0726517B2 JPH0726517B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=18248502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33186490A Expired - Fee Related JPH0726517B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | シールド機の掘進速度制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0726517B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113157565A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-23 | 西北大学 | 一种基于种子用例突变的反馈式js引擎模糊测试方法及装置 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP33186490A patent/JPH0726517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113157565A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-23 | 西北大学 | 一种基于种子用例突变的反馈式js引擎模糊测试方法及装置 |
CN113157565B (zh) * | 2021-03-23 | 2023-02-07 | 西北大学 | 一种基于种子用例突变的反馈式js引擎模糊测试方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0726517B2 (ja) | 1995-03-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |