多樁錘同步振動(dòng)系統(tǒng)及同步控制策略研究

來(lái) 鑫，烏建中，張 珍，張大兵

(同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，上海 200092)

由于樁基礎(chǔ)能很好地適應(yīng)各種地質(zhì)條件及各種荷載情況，具有承載力大、穩(wěn)定性好、沉降值小等特點(diǎn)，因此它是深基礎(chǔ)中最常用的基礎(chǔ)形式之一［1］，在建筑、橋梁、海洋工程等工程項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用。盡管很多科研機(jī)構(gòu)和樁錘生產(chǎn)企業(yè)都對(duì)大功率振動(dòng)樁錘進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)，但隨著樁基樁徑越來(lái)越大，樁長(zhǎng)越來(lái)越長(zhǎng)［2－3］，目前在對(duì)大直徑深樁基的施工方面依然能力有限［4］，因此在一定程度上限制了大直徑樁基在工程上的廣泛應(yīng)用。

多錘聯(lián)動(dòng)技術(shù)是將多臺(tái)樁錘以組合方式進(jìn)行合力打樁，這種技術(shù)很好地解決了單臺(tái)振動(dòng)樁錘功率有限的問(wèn)題，提高了打樁能力。日本曾采用以聯(lián)動(dòng)軸串聯(lián)8臺(tái)150 kW振動(dòng)樁錘振沉了直徑23 m的大型鋼圓筒，我國(guó)也曾用以傘齒輪連接的4臺(tái)液壓樁錘沉下了直徑13.5 m的圓筒樁［5］。目前存在的聯(lián)動(dòng)方式都是利用軸聯(lián)器等機(jī)械機(jī)構(gòu)連接每臺(tái)振動(dòng)錘的旋轉(zhuǎn)軸，強(qiáng)制地實(shí)現(xiàn)振動(dòng)錘的速度與相位的同步，因此具有聯(lián)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜且易破壞、安裝復(fù)雜、同步精度低與可靠性差等不足，在工程應(yīng)用上受到一定的限制。

本文利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將多臺(tái)振動(dòng)樁錘進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)樁錘之間的電子柔性連接，設(shè)計(jì)了同步振動(dòng)控制系統(tǒng)，獲得了良好的同步效果，整套系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高、安裝方便、組合靈活等優(yōu)點(diǎn)，為多錘聯(lián)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)新思路。

1 同步振動(dòng)控制原理

1.1 振動(dòng)樁錘工作原理

振動(dòng)樁錘是利用其內(nèi)部偏心塊的離心力產(chǎn)生的激振力工作的，其原理如圖1所示。具有等量偏心力矩的兩部分偏心塊左右對(duì)稱布置，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下以相同的角速度反向回轉(zhuǎn)(通過(guò)齒輪傳動(dòng)保證)，所產(chǎn)生水平方向的離心力相互抵消，垂直方向的離心力相疊加產(chǎn)生激振力，其運(yùn)動(dòng)微分方程及其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)可表示為:

式中，F(xiàn)y(t)為激振力函數(shù)，Y(t)為Fy(t)激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)函數(shù)，N為偏心塊的數(shù)量，ω為偏心塊旋轉(zhuǎn)角速度，rc為偏心塊重心的偏心位置為偏心塊半徑)，m0為單片偏心塊的質(zhì)量，θ為一對(duì)偏心塊之間的夾角，m為振動(dòng)體的質(zhì)量，C為阻尼系數(shù)，k為剛度常數(shù)，φ為相角。

由式(1)可知，當(dāng)θ=0時(shí)，激振力最大，當(dāng)θ=π時(shí)，激振力為零，調(diào)整θ角即可對(duì)樁錘的激振力進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)振幅，調(diào)節(jié)ω可對(duì)振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)級(jí)調(diào)頻調(diào)幅振動(dòng)樁錘就是利用該原理實(shí)現(xiàn)的。

圖1 單臺(tái)樁錘振動(dòng)模型Fig.1 Vibration model of single hammer

1.2 同步振動(dòng)控制原理

由式(1)可知，同步振動(dòng)的關(guān)鍵在于力的同步，多錘的同步振動(dòng)是指各臺(tái)樁錘的振動(dòng)步調(diào)一致，這就要求各樁錘偏心塊的回轉(zhuǎn)角速度(下文簡(jiǎn)稱速度)和相位差角同步。在實(shí)際的調(diào)頻調(diào)幅過(guò)程中，每臺(tái)樁錘偏心塊之間的夾角θ不能保證完全相同，因此樁錘之間相應(yīng)的偏心塊運(yùn)動(dòng)軌跡相同并不能表征振動(dòng)的同步，必須分別檢測(cè)兩個(gè)樁錘偏心塊的位置，算出各自的綜合重心線，以每臺(tái)樁錘綜合重心線所在的位置是否實(shí)時(shí)的對(duì)應(yīng)相同作為振動(dòng)是否同步的標(biāo)準(zhǔn)，即各綜合重心線的夾角為零則說(shuō)明已同步。綜合重心線是指兩偏心塊離心力的合成方向(如圖1中的a線或a'線)，這樣就能保證多臺(tái)振動(dòng)樁錘的激振力最大程度合成，合力打樁。因此多錘同步振動(dòng)的控制要求是各樁錘的速度相同和綜合重心線(代表相位)之間的夾角為零。

以兩臺(tái)振動(dòng)樁錘為例，它們的速度差Δv(t)(單位為rad/s)和相位差 ΔP(t)(單位為rad)可分別表示為:

式中，v1(t)、v2(t)分別表示 t時(shí)刻兩樁錘的速度，S1(t)、S2(t)表示t時(shí)刻兩樁錘綜合重心線的位置，ΔS(t)為0～t時(shí)間內(nèi)相位差之和，ΔS0為初始相位差。

速度同步與相位同步指實(shí)時(shí)的速度差與相位差為零，由式(2)、式(3)可知，在某時(shí)刻速度同步，相位不一定同步，要維持相位的穩(wěn)定同步，速度一定要同步，改變速度差能使相位發(fā)生改變，速度與相位是相互影響相互制約的。因此多臺(tái)振動(dòng)樁錘同步控制的基本原理是:實(shí)時(shí)檢測(cè)偏心塊速度與相位情況，通過(guò)一定的控制方法與控制策略控制每臺(tái)樁錘的速度，使相位達(dá)到同步，從而達(dá)到多樁錘同步振動(dòng)的目的。

1.3 速度、相位差檢測(cè)原理

速度與相位的檢測(cè)原理如圖2(a)所示，每片偏心塊都用一個(gè)齒輪測(cè)速傳感器來(lái)進(jìn)行位置的測(cè)量，該傳感器的測(cè)量原理是當(dāng)半圓型的偏心塊經(jīng)過(guò)傳感器感應(yīng)區(qū)時(shí)，傳感器感應(yīng)出高電平信號(hào)，當(dāng)偏心塊離開(kāi)感應(yīng)區(qū)時(shí)，感應(yīng)出低電平信號(hào)，這樣就得出了一系列的脈沖信號(hào)。以兩臺(tái)振動(dòng)樁錘為例，如圖2(b)所示，檢測(cè)一臺(tái)樁錘的偏心塊位置得到的信號(hào)為信號(hào)S1和信號(hào)S'1，檢測(cè)另外一臺(tái)樁錘得到的信號(hào)為S2和信號(hào)S'2。利用控制器的捕獲單元對(duì)這些信號(hào)的上升沿進(jìn)行捕獲，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。本文采用的控制器芯片為16位英飛凌單片機(jī)XC164CS，它具有16路高速捕獲比較單元。為保證速度與相位差的準(zhǔn)確檢測(cè)，信號(hào)必須有相同的時(shí)間基準(zhǔn)，處理的方法是以一路信號(hào)為基準(zhǔn)信號(hào)，例如以信號(hào)S1的第奇數(shù)個(gè)上升沿為時(shí)間基準(zhǔn)，即每隔兩個(gè)周期定時(shí)器(假設(shè)為定時(shí)器T8)清零，控制器的捕獲口(均與T8進(jìn)行軟件綁定，保證時(shí)間的標(biāo)尺相同)捕獲每路信號(hào)脈沖上升沿的時(shí)間，這樣就得到了一系列以同一時(shí)間為基準(zhǔn)的時(shí)間值。由于兩樁錘在速度上有存在不一致的時(shí)候，在一個(gè)采樣周期內(nèi)不一定能捕獲到如圖中所示的7個(gè)時(shí)間值t1～t7，但由于兩樁錘之間的速度差不會(huì)相差特別大，所以至少能捕獲到5個(gè)時(shí)間值t1～t5，t1～t5所代表的意義如圖2(b)所示。因此速度與相位差的計(jì)算表達(dá)式如下:

式中，v1、v2分別為兩臺(tái)振動(dòng)樁錘的速度。Δtp為兩振動(dòng)樁錘綜合重心線之間的時(shí)間差，當(dāng)Δtp=0時(shí)，說(shuō)明兩臺(tái)樁錘已實(shí)現(xiàn)同步振動(dòng)。

圖2 速度、相位檢測(cè)原理Fig.2 Detection principle of velocity and phase

這種速度與相位差的檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，傳感信號(hào)可靠，軟硬件易實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性均能達(dá)到要求。

2 同步振動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

設(shè)計(jì)的同步振動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示?？梢钥闯觯颗_(tái)振動(dòng)樁錘相互獨(dú)立，它們之間通過(guò)可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的控制器局域網(wǎng)(Controller area network，CAN)現(xiàn)場(chǎng)總線連接在一起，組成了一個(gè)總線型分布式控制系統(tǒng)，這種多節(jié)點(diǎn)開(kāi)放式結(jié)構(gòu)對(duì)振動(dòng)樁錘數(shù)量上的擴(kuò)展非常方便，具有控制分散信息集中的特點(diǎn)。每臺(tái)樁錘的交流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)是通過(guò)各自的變頻器實(shí)現(xiàn)的。傳感器實(shí)時(shí)采集振動(dòng)樁錘的速度與位置，傳送到相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器，現(xiàn)場(chǎng)控制器計(jì)算出樁錘的綜合重心線，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器根據(jù)一定的控制策略與控制算法，計(jì)算出調(diào)節(jié)量，再通過(guò)Modbus通訊協(xié)議傳送給變頻器，通過(guò)變頻器改變樁錘電機(jī)的速度，達(dá)到調(diào)節(jié)速度和相位的目的。主控制器為系統(tǒng)的監(jiān)控管理級(jí)，對(duì)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，綜合處理各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器送來(lái)的信息，發(fā)送主要的控制命令，并帶有PC機(jī)接口，PC機(jī)能在線進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，實(shí)時(shí)監(jiān)視記錄系統(tǒng)的同步情況。

在同步振動(dòng)控制系統(tǒng)中，時(shí)間的同步至關(guān)重要，各臺(tái)樁錘的速度和相位的計(jì)算必須在同一時(shí)間為基準(zhǔn)下才有比較的意義。本文采用的時(shí)間同步策略如下:假設(shè)以圖3中的振動(dòng)樁錘1為時(shí)間基準(zhǔn)錘，它的傳感脈沖信號(hào)通過(guò)RS485總線以廣播的形式發(fā)送給其余的每臺(tái)樁錘，各臺(tái)樁錘實(shí)時(shí)的接受該信號(hào)并以此信號(hào)為基準(zhǔn)，按照上文所提供的速度與相位差的檢測(cè)原理計(jì)算出相應(yīng)的速度差與相位差，這樣就保證了每臺(tái)樁錘的脈沖檢測(cè)是在同一時(shí)間基準(zhǔn)下進(jìn)行的，為多樁錘同步振動(dòng)控制提供基礎(chǔ)。傳感信號(hào)通過(guò)RS485以差分形式傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速度快。

圖3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Structure chart of control system

3 同步振動(dòng)控制策略

3.1 同步控制策略

相位的調(diào)節(jié)是通過(guò)速度調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。要達(dá)到同步振動(dòng)的效果，必須協(xié)調(diào)好相位和速度的關(guān)系，使二者都達(dá)到同步。在速度差相差很大時(shí)對(duì)相位的調(diào)節(jié)是沒(méi)有意義的，因此采用的控制策略如下:選定一臺(tái)振動(dòng)錘為基準(zhǔn)，并設(shè)定一個(gè)速度閾值vs，當(dāng)其它各臺(tái)振動(dòng)錘與基準(zhǔn)錘的速度差大于vs時(shí)，啟動(dòng)速度調(diào)節(jié)控制器，關(guān)閉相位調(diào)節(jié)控制器，快速地對(duì)速度進(jìn)行調(diào)節(jié);當(dāng)速度差小于閾值時(shí)，啟動(dòng)相位調(diào)節(jié)控制器，關(guān)閉速度調(diào)節(jié)控制器，通過(guò)一定的控制算法進(jìn)行相位的追趕，直到消除相位差達(dá)到同步。由于外界干擾、負(fù)載等因素會(huì)引起速度的擾動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)在速度調(diào)節(jié)控制器與相位調(diào)節(jié)控制器中經(jīng)常切換，以維持系統(tǒng)的同步效果。

3.2 基于主從速度補(bǔ)償?shù)乃俣炔⑿姓{(diào)節(jié)控制器

在多電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)控制中，常用的同步控制技術(shù)有:并行控制、串行控制、主從控制、交叉耦合控制、電子虛擬主軸控制等［6］。并行控制的整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)于開(kāi)環(huán)控制，同步性能不好，魯棒性差［7］。串行控制是以前一臺(tái)電機(jī)的速度輸出作為下一臺(tái)電機(jī)的速度輸入，實(shí)時(shí)性和抗干擾性均不理想［7］。交叉耦合控制精度高，但不合適兩個(gè)以上的電機(jī)控制［8］。電子虛擬主軸控制(EVLS)能較好地抑制各電機(jī)的負(fù)載擾動(dòng)，主參考軸和每個(gè)軸之間可能會(huì)存在一個(gè)恒穩(wěn)態(tài)位置差［9］。主從控制是把主電機(jī)的輸出速度作為從電機(jī)的參考速度，從電機(jī)的速度跟隨著主電機(jī)的速度，主電機(jī)由于負(fù)載或電網(wǎng)等因素引起的速度擾動(dòng)會(huì)影響到所有的從電機(jī)［10］。振動(dòng)樁錘的同步振動(dòng)控制中，只有速度能夠穩(wěn)定地維持同步，調(diào)節(jié)相位才有基礎(chǔ)，相位同步才能維持穩(wěn)定，因此速度同步的穩(wěn)定性和抗干擾能力至關(guān)重要。

國(guó)內(nèi)的學(xué)者對(duì)振動(dòng)同步理論進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的研究，取得了大量有益的、可借鑒的研究成果［12－13］。在多臺(tái)樁錘同步振動(dòng)控制過(guò)程中，樁錘之間通過(guò)了樁連接在一起，“錘－樁－土”組成了一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，振動(dòng)時(shí)各臺(tái)樁錘產(chǎn)生的大部分能量通過(guò)樁傳遞給了土，克服土壤阻力，將樁貫入土中。除此之外，樁錘相互之間有著一定的運(yùn)動(dòng)與能量傳遞，對(duì)相位差的調(diào)節(jié)與控制造成一定的影響，因此制定控制策略時(shí)需考慮樁錘之間的相互作用對(duì)相位造成的影響。為了提高同步控制的精度與穩(wěn)定性，本文采用了一種基于主從速度補(bǔ)償器的并行控制策略。這種控制策略綜合了并行控制在啟動(dòng)階段的快速響應(yīng)性和主從控制的良好跟隨性的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上增加了速度補(bǔ)償器，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。

基于主從速度補(bǔ)償器的并行控制策略的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其原理為:所有的電機(jī)皆采用同一給定電壓Ur，每臺(tái)樁錘的速度調(diào)節(jié)都有各自的速度反饋環(huán)節(jié)，以第一臺(tái)振動(dòng)樁錘為主錘，設(shè)作用于主錘的控制量為u0(k)，其它樁錘為從錘，比較主從偏心塊的輸出速度，其差值經(jīng)速度補(bǔ)償器(PI控制器)后反饋到輸入端，設(shè)作用于第i臺(tái)(i≥1)從樁錘控制量為ui(k)，則速度控制量u(k)可表示為:

式中，kci為速度補(bǔ)償系數(shù)，kvi為速度反饋系數(shù)，Ci(k)為速度補(bǔ)償器函數(shù)，表達(dá)式如下式:

式中，kp、kI分別為比例增益與積分增益。

圖4 基于主從速度補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Control system base on velocity compensation

樁錘的偏心塊可以簡(jiǎn)化為慣性環(huán)節(jié)。變頻器和異步電機(jī)(INV－M)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)非常復(fù)雜，為了便于分析將變頻器簡(jiǎn)化為比例環(huán)節(jié)，這樣INV－M系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可表示為［11］:

式中，Kf為變頻器系數(shù)，p為異步電機(jī)的極對(duì)數(shù)，JG為電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Km為電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)。

以兩臺(tái)振動(dòng)樁錘為對(duì)象建立了Matlab/Simulink仿真模型如圖5所示，仿真結(jié)果如圖6和圖7所示。圖6是在樁錘啟動(dòng)階段主從兩臺(tái)振動(dòng)樁錘偏心塊速度的跟隨情況，圖7為同步過(guò)程中主振動(dòng)樁錘速度變化Δvm時(shí)(受一個(gè)隨機(jī)的大擾動(dòng))的速度同步情況?？梢钥闯?，這種并行方式的主從速度補(bǔ)償控制策略在啟動(dòng)階段速度跟隨快、超調(diào)量小、調(diào)整時(shí)間短、運(yùn)行過(guò)程中同步情況理想，魯棒性和抗干擾能力都較好。

3.3 基于點(diǎn)動(dòng)Bang-Bang控制策略的相位調(diào)節(jié)控制器

相位的調(diào)節(jié)是通過(guò)小范圍調(diào)節(jié)速度實(shí)現(xiàn)的。振動(dòng)樁錘的振動(dòng)是電機(jī)帶動(dòng)多片大質(zhì)量的偏心塊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，且振動(dòng)樁錘工作時(shí)電機(jī)的速度一般在1 000 r/min以上，系統(tǒng)的慣性非常大，在相位調(diào)節(jié)過(guò)程中如處理不當(dāng)就會(huì)引起相位的超調(diào)，進(jìn)而引起速度的不同步，這樣會(huì)在速度調(diào)節(jié)控制器與相位調(diào)節(jié)控制器之間頻繁切換，影響同步效果。

為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生，在相位的調(diào)節(jié)上采用了一種點(diǎn)動(dòng)Bang-Bang控制策略。它的基本原理是:當(dāng)速度差小于設(shè)定的速度閾值vs時(shí)進(jìn)入相位調(diào)節(jié)控制器，設(shè)此時(shí)第i臺(tái)(i≥1)從振動(dòng)樁錘的控制量為ui，檢查主從樁錘相應(yīng)偏心塊之間的相位差，由下列算法得出當(dāng)前的控制量Ui(t):

式中，Kt為點(diǎn)動(dòng)控制系數(shù)，Δu(t)為控制增量。Kt、Δu(t)分別用下式表示:

式中，n為自然數(shù)，n=0，1，2，…，T 為樁錘偏心塊的運(yùn)動(dòng)周期，λ為點(diǎn)動(dòng)時(shí)間控制因子(0＜λ＜2)，ΔP(t)為實(shí)時(shí)檢測(cè)的相位差，es為設(shè)定相位差的閾值，umax為設(shè)定控制量。

式(11)為常規(guī)的 Bang-Bang控制算法［14］，它具有時(shí)間最優(yōu)特性。傳感器實(shí)時(shí)地檢測(cè)當(dāng)前樁錘的相位差，樁錘偏心塊每旋轉(zhuǎn)兩圈，系統(tǒng)檢測(cè)一次速度差與相位差情況，進(jìn)行一次相位調(diào)節(jié)，因此2T為一個(gè)控制周期。在一個(gè)控制周期內(nèi)，由Bang-Bang控制算法計(jì)算出的控制量作用一段時(shí)間(由參數(shù)λ控制)，然后返回速度同步時(shí)的控制量ui一段時(shí)間，等待系統(tǒng)充分響應(yīng)，然后再檢測(cè)速度差與相位差，進(jìn)入下一個(gè)控制周期。這種“調(diào)調(diào)，等等，看看”的點(diǎn)動(dòng)控制思想與人的控制行為非常類似，非常適合振動(dòng)樁錘這種高速旋轉(zhuǎn)的大慣性系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是在盡量維持速度同步的情況下快速地對(duì)相位進(jìn)行追趕，達(dá)到速度與相位皆同步的目的。

4 實(shí)驗(yàn)研究

以兩臺(tái)振動(dòng)樁錘為對(duì)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。將兩臺(tái)90 kW可調(diào)頻調(diào)幅的樁錘安裝在振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)和樁錘安裝位置如圖8所示，其中振動(dòng)平臺(tái)為一塊鋼板，其尺寸為200×200×10(單位:cm)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖9所示。在電機(jī)速度為1 100 r/min的條件下，改變樁錘的振幅(A%)，速度與相位同步情況如圖10所示。

圖10 實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.10 Experimental results

從圖10所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在振動(dòng)樁錘振幅百分比為20%時(shí)，速度同步與相位同步情況都較理想，樁錘之間的相互影響較小，速度差控制在2 r/min內(nèi)，相位差控制在3.3°以內(nèi)。當(dāng)樁錘振幅百分比加大到60%時(shí)，由于負(fù)載加大、樁錘之間的相互影響加大等方面的影響，主從振動(dòng)樁錘電機(jī)的速度會(huì)有一些擾動(dòng)，速度會(huì)有一定的波動(dòng)，這時(shí)速度差控制在4 r/min以內(nèi)，相位差能控制在5°以內(nèi)，說(shuō)明系統(tǒng)的有效性和較強(qiáng)的抗干擾能力。

5 結(jié)論

(1)多臺(tái)樁錘同步振動(dòng)控制能有效解決單臺(tái)樁錘功率限制問(wèn)題，利用先進(jìn)的傳感技術(shù)、控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了樁錘之間的電子柔性連接，為多錘聯(lián)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)新思路，為大直徑樁基的施工提供了新方法，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。

(2)振動(dòng)樁錘速度與相位的檢測(cè)方法，實(shí)施方便簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)?；诂F(xiàn)場(chǎng)總線的多錘同步振動(dòng)控制系統(tǒng)可靠性高，樁錘數(shù)量上的擴(kuò)展方便。通過(guò)RS485總線廣播基準(zhǔn)信號(hào)的方式有效地保證了基準(zhǔn)時(shí)間的同步，為同步控制提供了基礎(chǔ)。

(3)“錘－樁－土”構(gòu)成了一個(gè)非常復(fù)雜的能量傳遞系統(tǒng)，合力打樁時(shí)樁錘之間存在著一定的運(yùn)動(dòng)與能量的傳遞，對(duì)相位的調(diào)節(jié)產(chǎn)生了一定的影響，且樁錘為一種高速旋轉(zhuǎn)的大慣性系統(tǒng)，針對(duì)這種情況，制定了相應(yīng)的同步控制策略，在速度的調(diào)節(jié)上設(shè)計(jì)了一種基于主從速度補(bǔ)償?shù)牟⑿兴俣日{(diào)節(jié)控制器，在相位的調(diào)節(jié)上設(shè)計(jì)了一種基于點(diǎn)動(dòng)Bang-Bang控制策略的相位調(diào)節(jié)控制器。仿真與實(shí)驗(yàn)均表明，這種控制策略與控制算法下的速度同步與相位同步效果良好。

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