超深立井施工提升系統(tǒng)耦合振動與協(xié)調(diào)控制研究

本項目針對柔索并聯(lián)懸吊平臺和施工立井提升系統(tǒng)，結(jié)合微分幾何學(xué)、連續(xù)體振動理論、廣義α算法、ADAMS仿真與Lyapunov穩(wěn)定性理論，對超深立井施工提升系統(tǒng)耦合振動與協(xié)調(diào)控制進(jìn)行深入研究。主要成果包括：基于微分幾何學(xué)和非對稱系數(shù)描述卷筒上柔索的幾何空間狀態(tài)特點(diǎn)，為多層纏繞卷筒參數(shù)優(yōu)化提供理論，并采用計算機(jī)視覺技術(shù)對柔索運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行檢測辨識出柔索擾動模型；建立了柔索并聯(lián)懸吊平臺的非光滑動力學(xué)模型，采用廣義-α改進(jìn)算法得到動力學(xué)響應(yīng)及懸吊柔索的張力特性，解決柔索在縱向方向的單向約束特性以及在橫向和扭轉(zhuǎn)方向上的雙向約束特性計算難點(diǎn)；相對傳統(tǒng)剛性系統(tǒng)模型，建立了柔性導(dǎo)向下的施工立井提升系統(tǒng)時變耦合動力學(xué)模型，揭示了導(dǎo)向繩預(yù)緊力與吊桶橫向振動之間的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出變長度有限元模型，解決了超千米施工立井中連續(xù)體模型在振型疊加求解時模態(tài)數(shù)高易導(dǎo)致結(jié)果發(fā)散的問題；柔索并聯(lián)懸吊平臺和施工立井提升系統(tǒng)動力學(xué)結(jié)果均通過ADAMS仿真驗(yàn)證；基于Lyapunov穩(wěn)定性理論，針對柔索并聯(lián)懸吊平臺和施工立井提升系統(tǒng)分別提出模糊反步控制策略和自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-反步控制策略，解決了柔索并聯(lián)懸吊平臺位姿失調(diào)和張力不平衡、施工立井提升系統(tǒng)振動問題。開發(fā)了超深立井施工提升系統(tǒng)動態(tài)工作監(jiān)控技術(shù)和相關(guān)的軟件，為超深施工立井的安全運(yùn)行提供了保障。 2100433B

本項目以并聯(lián)柔索懸吊/導(dǎo)向提升系統(tǒng)為研究對象，綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值計算、聯(lián)合仿真與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法，深入開展超深立井施工提升系統(tǒng)耦合振動與協(xié)調(diào)控制研究。主要包括：建立柔索纏繞卷放過程的運(yùn)動耦合模型，探求提升系統(tǒng)的擾動特性；綜合考慮平臺偏心、慣性力，柔索質(zhì)量、彈性、扭轉(zhuǎn)屬性，及其張緊、松弛特征等多因素，構(gòu)建欠約束長距離并聯(lián)柔索懸吊平臺動力學(xué)模型，建立基于多傳感器技術(shù)的懸吊平臺協(xié)調(diào)控制方法；構(gòu)建氣流擾動、柔索導(dǎo)向、平臺耦合、繩索扭轉(zhuǎn)等多元聯(lián)合作用下大尺度強(qiáng)時變提升系統(tǒng)耦合振動模型，建立導(dǎo)向柔索中部約束與懸吊平臺柔性支撐等交叉邊界約束下的協(xié)調(diào)控制方法；通過超深立井施工提升系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)研究、綜合實(shí)驗(yàn)與性能分析評估，為其綜合動態(tài)性能預(yù)測、提升和有效控制奠定基礎(chǔ)，對于千米以上超深立井施工過程的安全升降具有重要的理論意義和實(shí)際工程應(yīng)用價值。

《工程項目控制與協(xié)調(diào)研究》以項目管理知識體系為指南，從項目負(fù)責(zé)人及項日團(tuán)隊的立場出發(fā)，以工程項日管理系統(tǒng)為切入點(diǎn)，縱向以控制和協(xié)調(diào)兩大職能為研究主線，橫向以項目三大目標(biāo)的控制與協(xié)調(diào)為研究目的，從文化、管理、技術(shù)和行為等多個視角和層次，系統(tǒng)探討了工程項目控制與協(xié)調(diào)中存在的問題，并提出了解決問題的思路及理論框架。本書為工程項日管理理論研究提供參考，為項目管理的控制和協(xié)調(diào)兩大主要職能提供思想內(nèi)核，對工程項日管理工"para" label-module="para">

《工程項目控制與協(xié)調(diào)研究》可作為高等院校項目管理、工程管理、土木工程及相關(guān)專業(yè)研究生或高年級本科生的教學(xué)參考書．也可供項14經(jīng)理、項目管理研究人員、工程技術(shù)人員或相關(guān)企業(yè)高層管理人員學(xué)習(xí)和工作時參考使用。

大型振動篩是選煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵裝備，可用于煤炭清潔高效利用以解決我國大氣污染問題、節(jié)約煤炭資源。在激振器和大處理量篩分粒群的聯(lián)合作用下，傳統(tǒng)恒定激振頻率控制方式對不平穩(wěn)狀態(tài)的調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)大型振動篩動力學(xué)特性極為復(fù)雜，頻繁出現(xiàn)不平穩(wěn)運(yùn)行誘發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞和料群跑偏等故障，可靠性差、使用壽命短，難以滿足大規(guī)模選煤的生產(chǎn)要求。因此，本項目提出了大型振動篩不平穩(wěn)運(yùn)行的動力學(xué)機(jī)理與協(xié)調(diào)控制研究，主要研究以下四個方面的內(nèi)容：第一，用DEM研究物料對篩面的沖擊力，通過正交試驗(yàn)分析粒群對篩面的沖擊特性及各振動參數(shù)對沖擊力的影響規(guī)律；此外，運(yùn)用DEM和FEM的數(shù)據(jù)耦合(DEM-FEM)研究篩面在沖擊力作用下的應(yīng)力和變形，并對支撐橫梁的布置方式進(jìn)行優(yōu)化，為振動篩設(shè)計及振動參數(shù)選擇提供了參考借鑒。第二，以雙側(cè)激勵大型振動篩為研究對象，應(yīng)用拉格朗日方程建立其三自由度振動微分方程，結(jié)合隔振系統(tǒng)金屬螺旋彈簧的橫向剛度確定的兩種直接方法(即單位力法和能量法)，和兩種間接方法(即經(jīng)驗(yàn)法和本項目提出的彈性壓桿模型法)，通過數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)DELVS精確建模。第三，建立附加氣室空氣彈簧的力學(xué)模型，得到其隔振參數(shù)表達(dá)式，建立基于附加氣室空氣彈簧隔振的振動篩動力學(xué)模型，求解出振動篩的動力學(xué)特性和工藝參數(shù)表達(dá)式，搭建附加氣室空氣彈簧隔振系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，分析附加氣室空氣彈簧隔振參數(shù)對振動篩動力學(xué)特性和工藝參數(shù)的影響規(guī)律。第四，提出了振動篩平穩(wěn)運(yùn)行動力學(xué)模型，引入電機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用Simulink對搭建方程理論求解，對振動篩啟動階段電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速輸入與恒定轉(zhuǎn)速輸入振動篩的位移特性進(jìn)行了比較驗(yàn)證；同時對彈性聯(lián)軸器徑向剛度進(jìn)行了調(diào)整，彈性聯(lián)軸器徑向剛度越大，篩體傾擺越明顯。最后提出了平穩(wěn)運(yùn)行的協(xié)調(diào)控制方法。

振動控制在現(xiàn)代工程中應(yīng)用十分廣泛，很多工程因?yàn)闆]有考慮共振效應(yīng)而失敗，造成經(jīng)濟(jì)上的損失和人員上的傷亡。因此，其研究價值不言而喻。

工業(yè)和運(yùn)輸業(yè)中廣泛采用機(jī)器作原動力，機(jī)械振動的危害越發(fā)嚴(yán)重，振動控制要求日益迫切。汽輪機(jī)、水輪機(jī)和電機(jī)等動力機(jī)械，汽車、火車、船舶和飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具，以及工作母機(jī)、礦山機(jī)械和工程機(jī)械等，都沿著高速重載方向發(fā)展，其振動也日益強(qiáng)烈。精密機(jī)床和精密加工技術(shù)的發(fā)展中，如果離開嚴(yán)格隔振的平靜環(huán)境，工作就不正常，無法達(dá)到預(yù)期的精度目標(biāo)。材料工業(yè)和建筑工業(yè)的發(fā)展中，廣泛采用高強(qiáng)度的建筑材料，建筑高度不斷攀升使得建筑受風(fēng)載激勵后振幅達(dá)幾米之大，難以滿足舒適和安全要求，倘不能減振，此類高樓就無法繼續(xù)發(fā)展下去。飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克、戰(zhàn)車通常在最為惡劣的環(huán)境中工作。因此，軍工部門對減振環(huán)節(jié)的要求也日漸增多。尤其是如今的精確打擊方向的研究，更需要減振理論的支持。

無論是民用工業(yè)還是軍事工業(yè)，其產(chǎn)品性能都與減振技術(shù)密切相關(guān)。產(chǎn)品性能又決定了企業(yè)的利潤效益。因此，關(guān)于振動控制的研究永不過時 。