一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法技术

本发明专利技术涉及岩石力学试验机控制技术领域，提供一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法。首先确定PID控制参数影响因素包括扰动力幅值、扰动力频率、变形控制速率、岩石脆性指标；然后在n种不同岩石的PID控制参数影响因素的每种参数组合下进行调试试验，得到最优PID控制参数，形成训练样本集；接着，构建并训练基于进化神经网络的PID控制参数预测模型；最后，利用训练后的预测模型预测待试验岩石的最优PID控制参数来控制其在面扰动下的硬岩峰后破坏过程，并根据试验结果更新训练样本集，进一步优化预测模型。本发明专利技术能够动态优化PID控制参数及PID控制参数预测模型，提高了PID控制参数预测的精度、效率。

An intelligent control method for post peak failure process of hard rock under true triaxial disturbance

【技术实现步骤摘要】
一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法
本专利技术涉及岩石力学试验机控制
，特别是涉及一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法。
技术介绍
通过岩石力学试验机进行岩石力学试验获取岩石全应力应变曲线是了解岩石力学特性的一种有效的方法。以岩石峰值强度为界，岩石全应力应变曲线能被分为峰前区和峰后区。通常岩石的峰后特性对岩石工程的稳定性十分重要。但是因为峰后的硬岩处于一种极其不稳定的状态，与峰前明显不同，所以对控制性能的要求也是极高的。目前岩石力学静态试验，通过加大刚度同时提高岩石力学试验机控制精度已经能够较好地获得一些硬岩的峰后曲线，但是仍然存在如图1所示的硬岩峰后压崩的情况，特别是进行面扰动试验时，更会出现控制精度下降甚至无法得到峰后曲线的情况。目前试验机控制原理为PID控制方法。通过调整Kp、Ki、Kd这3个系数使系统能快速响应、响应收敛、控制精度高，从而获得较真实的峰后特性的应力应变曲线。目前的控制器已能够满足获取一些硬岩静态应力应变峰后曲线的需求，但是硬岩试样的特性不同所需的控制特性也是不同的。特别是进行面扰动试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法，其特征在于，包括下述步骤：/n步骤1：确定岩石真三轴面扰动试验中PID控制参数{K

【技术特征摘要】
1.一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：确定岩石真三轴面扰动试验中PID控制参数{Kp,Ki,Kd}的影响因素包括扰动力幅值、扰动力频率、变形控制速率、岩石脆性指标；
步骤2：进行调试试验以构建数据库：
步骤2.1：对n种不同岩石进行矿物成分分析，获取每种岩石的脆性矿物含量、黏土矿物含量、硅酸盐岩矿物含量，计算每种岩石的岩石脆性指标＝脆性矿物含量/(脆性矿物含量+黏土矿物含量+碳酸盐岩矿物含量)；
步骤2.2：对n种不同岩石的扰动力幅值、扰动力频率、变形控制速率、岩石脆性指标进行正交设计，得到n4种参数组合；利用每一种参数组合对岩石进行真三轴面扰动调试试验，采用最小二乘法获取扰动力目标曲线中的时域数据与扰动力实际响应曲线中的时域数据之间的误差平方和最小时的PID控制参数作为该参数组合下的最优PID控制参数；每种参数组合下的扰动力幅值、扰动力频率、变形控制速率、岩石脆性指标及最优PID控制参数构成一个训练样本，n4个训练样本构成训练样本集；在真三轴岩石力学试验机的控制系统中建立数据库，将训练样本集存入数据库中；
步骤3：以扰动力幅值、扰动力频率、变形控制速率、岩石脆性指标为输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯夏庭，田冕，杨成祥，高继开，赵骏，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21