液壓抓斗糾偏系統(tǒng)的建模與數(shù)值仿真

1、上海海事大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGE PAGE 34引 言我國60年代開始研究地下連續(xù)墻施工技術(shù)，70年代初研制了國內(nèi)第一臺導(dǎo)桿式液壓抓斗，并用于上海地鐵試驗段漕寶路矩形隧道工程，取得了成功。地下連續(xù)墻的液壓抓斗糾偏控制系統(tǒng)的動態(tài)特性是有效保證槽段幾何尺寸和垂直度的關(guān)鍵。因此分析液壓抓斗糾偏控制系統(tǒng)的動態(tài)特性顯得尤為重要。功率鍵合圖是分析復(fù)雜系統(tǒng)的很有效的方法。MATLAB可以對系統(tǒng)進行數(shù)值仿真以分析系統(tǒng)的機械特性。因此采用基于功率鍵合圖以及MATLAB數(shù)值仿真可很好的分析該系統(tǒng)的動態(tài)性能。從而保證液壓抓斗糾偏控制系統(tǒng)的試驗性、操作性以及合理性。工程背景 地下連續(xù)墻開挖技術(shù)起源于歐洲。它

2、是根據(jù)打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發(fā)展起來的，1950年在意大利米蘭首先采用了護壁泥漿地下連續(xù)墻施工，20世紀5060年代該項技術(shù)在西方發(fā)達國家及前蘇聯(lián)得到推廣，成為地下工程和深基礎(chǔ)施工中有效的技術(shù)。1958年，我國水電部門首先在青島丹子口水庫用此技術(shù)修建了水壩防滲墻，到目前為止，全國絕大多數(shù)省份都先后應(yīng)用了此項技術(shù)，估計已建成地下連續(xù)墻120萬140萬平方米。地下連續(xù)墻的主要施工機械為液壓抓斗。液壓抓斗有以下優(yōu)點：分槽段施工，速度快，槽幅平面長度一般在387.2米，液壓抓斗挖土效率高，一幅6米寬，25米深的普通地下連續(xù)墻施工可在24小時內(nèi)完成。成槽垂直精度高：液壓抓斗上設(shè)有

3、傾斜儀和糾偏液壓推板，隨時調(diào)控成槽垂直度。適應(yīng)性強：能適應(yīng)各種平面多邊形的地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)，能與導(dǎo)墻成90，60，45等多種角度開挖(必要時還能騎導(dǎo)墻開挖)。對周圍環(huán)境影響?。鹤鳂I(yè)噪聲小、無振動、無污染。能接近構(gòu)筑物施工，對周圍建筑物、道路交通、地下管線的影響小。液壓抓斗適用于地鐵車站、地下廠房、地下車庫、地下街、地下變電站、高層建筑地下室等深基坑工程及圍護結(jié)構(gòu)，尤其適用于在城市密集建筑群區(qū)域中進行深基坑施工。還可用于防滲墻和構(gòu)筑地下深基礎(chǔ)施工。本抓斗適應(yīng)于在N0.2)=0;Y=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);I

4、a=ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 二、理想高通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);Hd=ones(size(IA);r=sqrt(f1.2+f2.2);Hd(r0.2)=0;Y=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;

5、Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); Butterworth低通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);D=0.3;r=f1.2+f2.2;n=4;for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,

6、2) t=r(i,j)/(D*D); Hd(i,j)=1/(tn+1); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); Butterworth高通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=fr

7、eqspace(size(IA),meshgrid);D=0.3;r=f1.2+f2.2;n=4;for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,2) t=(D*D)/r(i,j); Hd(i,j)=1/(tn+1); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,int

8、erp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 高斯低通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);D=100/size(IA,1);r=f1.2+f2.2;Hd=ones(size(IA);for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,2) t=r(i,j)/(D*D); Hd(i,j)=exp(-t); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshif

9、t(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 高斯高通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);%D=100/size(IA,1);D=0.3;r=f1.2+f2.2;for i=1:size(IA,1)

10、 for j=1:size(IA,2) t=r(i,j)/(D*D); Hd(i,j)=1-exp(-t); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 梯形低通濾波器IA=imread(lena.bmp)

11、;IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);%D=100/size(IA,1);D0=0.1;D1=0.4;r=sqrt(f1.2+f2.2);Hd=zeros(size(IA);Hd(r=D0 & r(i,j)=D1 Hd(i,j)=(D1-r(i,j)/(D1-D0); end endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);s

12、ubplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 梯形高通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);%D=100/size(IA,1);D0=0.1;D1=0.4;r=sqrt(f1.2+f2.2);Hd=ones(size(IA);Hd(r=D0 & r(i,j)=D1 Hd(i,j)=(D0-r(i,j)/(D0-D1); en

13、d endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 用其他方法編寫的理想低通、理想高通、Butterworth低通、同態(tài)濾波程序理想低通i1=imread(lena.bmp);i2=imnoise(i1,sal

14、t & pepper,0.1);f=double(i2);k=fft2(f);g=fftshift(k);N1,N2=size(g);d0=50;u0=floor(N1/2)+1;v0=floor(N2/2)+1;for i=1:N1 for j=1:N2 d=sqrt(i-u0)2+(j-v0)2); if d=d0 h=1; else h=0; end y(i,j)=g(i,j)*h; endendy=ifftshift(y);E1=ifft2(y);E2=real(E1);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(i1);subplot(2,2,2),imsho

15、w(uint8(i2);subplot(2,2,3),imshow(uint8(E2); 理想高通i1=imread(lena.bmp);i2=imnoise(i1,salt & pepper,0.1);f=double(i2);k=fft2(f);g=fftshift(k);N1,N2=size(g);n=2;d0=10;u0=floor(N1/2)+1;v0=floor(N2/2)+1;for i=1:N1 for j=1:N2 d=sqrt(i-u0)2+(j-v0)2); if d=d0 h=0; else h=1; end y(i,j)=g(i,j)*h;endendy=ifftsh

16、ift(y);E1=ifft2(y);E2=real(E1);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(i1);subplot(2,2,2),imshow(uint8(i2);subplot(2,2,3),imshow(uint8(E2); Butterworth低通i1=imread(lena.bmp);i2=imnoise(i1,salt & pepper,0.1);f=double(i2);k=fft2(f);g=fftshift(k);N1,N2=size(g);n=2;d0=50;u0=floor(N1/2)+1;v0=floor(N2/2)+1;for i=1:N1 for j=1:N2 d=sqrt(i-u0)2+(j-v0)2); h=1/(1+(d/d0)(2*n); y(i,j)=g(i,j)*h; endendy=ifftshift(y);E1=ifft2(y);E2=real(E1); figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(i1);subplot(2,2,2),imshow(uint8(i2);subplot(2,2,3),imshow(uint8(E2); 同態(tài)濾波I=rgb2gray(imread(fabric00.