Page 9 - 2023年第54卷第12期

３ 智能振冲控制模型与方法

３．１ 控制模型 智能振冲控制模型 ｉＶＣＭ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＶｉｂｒｏｆｌｏｔａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｅｌ），以振冲施工过程中
的电流（ Ｉ）、牵引力（Ｔ）、填料量（Ｑ）、深度（Ｄ）和时间（ｔ）作为振冲施工的控制指标，可概况为三区、
七阶段、五参数 Ｉ － Ｔ － Ｑ － Ｄ － ｔ和正常异常工况一体化控制。Ｉ － Ｔ － Ｑ － Ｄ － ｔ为 ５个独立变量，采集质量要
求如表 １所示，可以衍生出速度、留振时间等衍生变量。振冲工作状态演变实例如图 ５所示。
表 １ 施工参数采集质量要求

参数 量程 分辨率 精度 采集频率
电流 Ｉ?Ａ 大于 １．５倍振冲器电机额定电流 １ ±０．５％ＦＳ ２Ｈｚ
牵引力 Ｔ?ｋＮ 大于 ２倍起吊设备起重能力 ０．１ ±１．０％ＦＳ ２Ｈｚ
填料量 Ｑ?ｍ ３ 大于 ２倍单次最大测量量 ±１．０％ＦＳ 按次称重
深度 Ｄ?ｍ 大于 １．２倍最大造孔深度 ０．０１ ±０．０５ １Ｈｚ

根据电流特征将振冲施工分为 ３个区间：一区为运动区，电流小于设定加密电流 Ｉ ，此时不满足
ｖｉｂ
留振条件，需要补料；二区为工作区，电流达到允许留振范围，控制电流在此范围内完成留振；三区
为预警区，该区电流过大，应避免振冲器卡孔。结合 Ｔ － Ｄ的不同变化特征，不同区域有对应的不同工
作阶段，共计 ７种，如表 ２所示。

表 ２ 制桩过程实时联动控制
阶段 名称 特征 控制目的 联动控制方法
Ａ 正常留振 到达目标留振深度，加密电流在允许范围内 完成留振 电流达到设定留振时间
Ｂ 振后上提 正常完成一次留振 准备下次留振 振冲器上提指定距离再反插
Ｃ 正常反插 反插过程，电流始终小于反插电流 反插将料带入孔底 振冲器下放至目标留振深度
Ｄ 留振补料 留振过程，电流持续小于加密电流 通过补料完成留振 振冲器上提补料后反插
Ｅ 反插暂停 反插过程，牵引力过小，一定时间后正常 预防振冲器倾斜 振冲器停止下放至牵引力正常
Ｆ 反插终止 反插过程，牵引力过小，一定时间仍过小 避免等待过长 振冲器上提一定距离再反插
Ｇ 遇阻留振 反插过程，电流持续大于反插电流 预防损坏振冲器 在当前深度留振

图 ５ 振冲工作状态演变实例

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