土压平衡盾构机是一种地下工程施工中的专用机械，广泛应用于地铁隧道、市政建设、资源开采、水利工程等地下工程建设。随着城市化进程的不断加速以及地下空间的广泛开发，土压平衡盾构机已经成为地下施工的主流装备。盾构掘进施工过程中，由于地质条件的随机多样性与多场耦合作用使得开挖面的物理和力学行为极为复杂、难以预测；并且盾构机具有多子系统、多任务和高协同性的典型特征，其推进、排渣、管片拼装等子系统的操作控制体现了明显的人机交互特点，如果密封舱压力控制不当将导致掘进开挖面失稳，极易引发地表隆起、塌陷、结冰、喷涌等事故，甚至导致人员伤亡。而盾构施工中掘进参数的控制往往依赖操作人员的经验，遭遇复杂地质环境时难以及时有效调整。因此，必须实现盾构掘进过程的自动化和智能优化控制，以确保掘进施工的效率与安全。本书以盾构安全、高效掘进施工为目标，对盾构掘进过程中土压平衡的自动控制理论、方法与技术进行深入探讨和研究，重点讨论了密封舱压力控制模型的建立、盾构掘进过程的土压平衡控制及位姿控制、盾构机多子系统协调控制及智能优化控制等问题。