超深立井施工提升系统耦合振动与协调控制研究

本项目针对柔索并联悬吊平台和施工立井提升系统，结合微分几何学、连续体振动理论、广义α算法、ADAMS仿真与Lyapunov稳定性理论，对超深立井施工提升系统耦合振动与协调控制进行深入研究。主要成果包括：基于微分几何学和非对称系数描述卷筒上柔索的几何空间状态特点，为多层缠绕卷筒参数优化提供理论，并采用计算机视觉技术对柔索运动状态进行检测辨识出柔索扰动模型；建立了柔索并联悬吊平台的非光滑动力学模型，采用广义-α改进算法得到动力学响应及悬吊柔索的张力特性，解决柔索在纵向方向的单向约束特性以及在横向和扭转方向上的双向约束特性计算难点；相对传统刚性系统模型，建立了柔性导向下的施工立井提升系统时变耦合动力学模型，揭示了导向绳预紧力与吊桶横向振动之间的影响规律，在此基础上提出变长度有限元模型，解决了超千米施工立井中连续体模型在振型叠加求解时模态数高易导致结果发散的问题；柔索并联悬吊平台和施工立井提升系统动力学结果均通过ADAMS仿真验证；基于Lyapunov稳定性理论，针对柔索并联悬吊平台和施工立井提升系统分别提出模糊反步控制策略和自适应神经网络-反步控制策略，解决了柔索并联悬吊平台位姿失调和张力不平衡、施工立井提升系统振动问题。开发了超深立井施工提升系统动态工作监控技术和相关的软件，为超深施工立井的安全运行提供了保障。 2100433B

本项目以并联柔索悬吊/导向提升系统为研究对象，综合运用理论分析、数值计算、联合仿真与科学实验的研究方法，深入开展超深立井施工提升系统耦合振动与协调控制研究。主要包括：建立柔索缠绕卷放过程的运动耦合模型，探求提升系统的扰动特性；综合考虑平台偏心、惯性力，柔索质量、弹性、扭转属性，及其张紧、松弛特征等多因素，构建欠约束长距离并联柔索悬吊平台动力学模型，建立基于多传感器技术的悬吊平台协调控制方法；构建气流扰动、柔索导向、平台耦合、绳索扭转等多元联合作用下大尺度强时变提升系统耦合振动模型，建立导向柔索中部约束与悬吊平台柔性支撑等交叉边界约束下的协调控制方法；通过超深立井施工提升系统的协调控制与稳定性监测技术研究、综合实验与性能分析评估，为其综合动态性能预测、提升和有效控制奠定基础，对于千米以上超深立井施工过程的安全升降具有重要的理论意义和实际工程应用价值。

《工程项目控制与协调研究》以项目管理知识体系为指南，从项目负责人及项日团队的立场出发，以工程项日管理系统为切入点，纵向以控制和协调两大职能为研究主线，横向以项目三大目标的控制与协调为研究目的，从文化、管理、技术和行为等多个视角和层次，系统探讨了工程项目控制与协调中存在的问题，并提出了解决问题的思路及理论框架。本书为工程项日管理理论研究提供参考，为项目管理的控制和协调两大主要职能提供思想内核，对工程项日管理工"para" label-module="para">

《工程项目控制与协调研究》可作为高等院校项目管理、工程管理、土木工程及相关专业研究生或高年级本科生的教学参考书．也可供项14经理、项目管理研究人员、工程技术人员或相关企业高层管理人员学习和工作时参考使用。

大型振动筛是选煤生产中的关键装备，可用于煤炭清洁高效利用以解决我国大气污染问题、节约煤炭资源。在激振器和大处理量筛分粒群的联合作用下，传统恒定激振频率控制方式对不平稳状态的调节能力不强大型振动筛动力学特性极为复杂，频繁出现不平稳运行诱发的结构破坏和料群跑偏等故障，可靠性差、使用寿命短，难以满足大规模选煤的生产要求。因此，本项目提出了大型振动筛不平稳运行的动力学机理与协调控制研究，主要研究以下四个方面的内容：第一，用DEM研究物料对筛面的冲击力，通过正交试验分析粒群对筛面的冲击特性及各振动参数对冲击力的影响规律；此外，运用DEM和FEM的数据耦合(DEM-FEM)研究筛面在冲击力作用下的应力和变形，并对支撑横梁的布置方式进行优化，为振动筛设计及振动参数选择提供了参考借鉴。第二，以双侧激励大型振动筛为研究对象，应用拉格朗日方程建立其三自由度振动微分方程，结合隔振系统金属螺旋弹簧的横向刚度确定的两种直接方法(即单位力法和能量法)，和两种间接方法(即经验法和本项目提出的弹性压杆模型法)，通过数值仿真及实验验证，实现DELVS精确建模。第三，建立附加气室空气弹簧的力学模型，得到其隔振参数表达式，建立基于附加气室空气弹簧隔振的振动筛动力学模型，求解出振动筛的动力学特性和工艺参数表达式，搭建附加气室空气弹簧隔振系统，通过实验验证模型的准确性，分析附加气室空气弹簧隔振参数对振动筛动力学特性和工艺参数的影响规律。第四，提出了振动筛平稳运行动力学模型，引入电机系统数学模型，采用Simulink对搭建方程理论求解，对振动筛启动阶段电机实际转速输入与恒定转速输入振动筛的位移特性进行了比较验证；同时对弹性联轴器径向刚度进行了调整，弹性联轴器径向刚度越大，筛体倾摆越明显。最后提出了平稳运行的协调控制方法。

振动控制在现代工程中应用十分广泛，很多工程因为没有考虑共振效应而失败，造成经济上的损失和人员上的伤亡。因此，其研究价值不言而喻。

工业和运输业中广泛采用机器作原动力，机械振动的危害越发严重，振动控制要求日益迫切。汽轮机、水轮机和电机等动力机械，汽车、火车、船舶和飞机等交通运输工具，以及工作母机、矿山机械和工程机械等，都沿着高速重载方向发展，其振动也日益强烈。精密机床和精密加工技术的发展中，如果离开严格隔振的平静环境，工作就不正常，无法达到预期的精度目标。材料工业和建筑工业的发展中，广泛采用高强度的建筑材料，建筑高度不断攀升使得建筑受风载激励后振幅达几米之大，难以满足舒适和安全要求，倘不能减振，此类高楼就无法继续发展下去。飞机、导弹、坦克、战车通常在最为恶劣的环境中工作。因此，军工部门对减振环节的要求也日渐增多。尤其是如今的精确打击方向的研究，更需要减振理论的支持。

无论是民用工业还是军事工业，其产品性能都与减振技术密切相关。产品性能又决定了企业的利润效益。因此，关于振动控制的研究永不过时 。