煤矿深井大吨位提升容器高速安全运行电液智能调控方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1810124
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0502.传动与驱动
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The hoisting conveyance is a key equipment for coal and personnel transportation in coal mine wells. This project, which is around the malignant accidents due to the uncontrolled high-speed operation of the large tonnage hoisting conveyance or broken of wire ropes, intends to carry out research on electro-hydraulic intelligent control methods for safety operation of the large tonnage hoisting conveyance with high-speed, and solve fundamental scientific problems on terminal tension time-varying delay characteristics of wire ropes and active fault-tolerant control under uncontrolled working condition. After the dynamic characteristics of the hoisting conveyance with high-speed and the operation state dynamic coupling relation of wire ropes, electro-hydraulic brakes group, and hydraulic driving movable headgear sheaves are illuminated, this project will master a real-time transmission method of terminal tensions of wire ropes utilized to hoist the conveyance with a strong electro-magnetic interference in deep wells, and will also reveal time-varying delay characteristics of tension transmission under high-speed operation in deep wells. If this project can be developed well, it is helpful to study tension coordination control methods of wire ropes active regulated by hydraulic cylinders, propose a tension active fault-tolerant control strategy of wire ropes under uncontrolled working condition, solve stationarity problem of the large tonnage hoisting conveyance with emergency braking during high-speed operation, and develop the real-time condition monitoring, coordination control, fault-tolerant control under uncontrolled working condition and emergency braking under wire rope broken accident for the large tonnage hoisting conveyance in deep mine wells . The research achievements of this project have important significance for improving safety of deep mine wells.
提升容器是煤矿井下输送煤炭和人员的关键装备。本项目针对煤矿深井大吨位提升容器高速运行易发生失控、断绳等重大恶性事故,开展大吨位提升容器高速安全运行电液智能调控方法研究,解决煤矿深井提升容器高速运行时钢丝绳末端张力时变延时特性以及失控工况下张力主动容错控制的关键科学问题。阐明大吨位提升容器高速运行时的动力学特性与多钢丝绳、电液制动器群及多液压缸驱动浮动天轮运行状态的动态耦合关系,掌握煤矿深井提升容器高速运行时多钢丝绳末端张力实时传输方法,揭示钢丝绳张力传输时变延时特性,研究适合于钢丝绳动态特性的液压缸主动调节张力协调控制方法,提出失控工况下多钢丝绳张力主动容错控制策略,解决大吨位提升容器高速运行失控、断绳事故下的安全制动问题,开展煤矿深井提升容器的钢丝绳张力实时监测、协调控制,失控工况下的容错控制及断绳事故下紧急制动的试验研究。研究成果对提高煤矿深井大吨位提升容器高速运行安全性具有重要意义。

结项摘要

项目建立了煤矿深井大吨位高速提升系统刚柔耦合动力学模型及其非线性控制模型,分析了强时变载荷下提升容器的动态特性及钢丝绳张力传递规律,构建了基于井筒接收分站最优布置算法及多接收基站协同最优路由算法的无线传感网络,结合信号传输延时特性,设计了张力时变延迟观测器和低增益状态观测器,实现了多钢丝绳张力在线监测,提出了基于反步法的主轴装置电液制动器群协调控制器,实现了提升容器的恒减速安全制动,提出了失稳工况下提升容器软冗余主动容错控制策略,提高了异常工况下高速提升容器的运行稳定性,研制了集成实时控制器与人机交互系统的高速提升容器机电液综合试验台,通过实验验证了所提控制策略的有效性,实现了煤矿深井大吨位提升容器高速安全运行的研究,保证了系统的安全稳定性,完成了项目预期研究目标。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
双绳缠绕式煤矿深井提升系统容器位姿调平控制方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李翔;朱真才;沈刚;汤裕
  • 通讯作者:
    汤裕
Dynamic reliability analysis of machine worktable system with wear and vibration failure modes
具有磨损和振动失效模式的机床工作台系统动态可靠性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Mechanism and Machine Theory
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wei Wang;Gang Shen;Yi-min Zhang;Zhen-cai Zhu;Chang-you Li;Hao Lu
  • 通讯作者:
    Hao Lu
Adaptive dynamic surface control using nonlinear disturbance observers for position tracking of electro-hydraulic servo systems
使用非线性扰动观测器进行电液伺服系统位置跟踪的自适应动态表面控制
  • DOI:
    10.1177/09596518211037096
  • 发表时间:
    2021-08-03
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART I-JOURNAL OF SYSTEMS AND CONTROL ENGINEERING
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Sa, Yunjie;Zhu, Zhencai;Shen, Gang
  • 通讯作者:
    Shen, Gang
深井提升钢丝绳纵向振动抑制策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    液压与气动
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁梦磊;余文辉;丁兴亚;沈刚
  • 通讯作者:
    沈刚
Delay compensation position tracking control of electro-hydraulic servo systems based on a delay observer
基于延迟观测器的电液伺服系统延迟补偿位置跟踪控制
  • DOI:
    10.1177/0959651819871149
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part I-Journal of Systems and Control Engineering
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Ding Xingya;Shen Gang;Li Xiang;Tang Yu
  • 通讯作者:
    Tang Yu

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其他文献

基于XOR的(2,2,n)多秘密视觉密码
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈刚;付正欣;郁滨
  • 通讯作者:
    郁滨
Experimental investigationof feedforward inverse control with disturbance observer for accelerationtracking of electro?hydraulic shake table
电液振动台加速度跟踪扰动观测器前馈逆控制实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Vibroengineering
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    汤裕;朱真才;沈刚
  • 通讯作者:
    沈刚
多囊蛋白-1在生长期小鼠颅底蝶枕软骨联合的表达
  • DOI:
    10.13701/j.cnki.kqyxyj.2017.08.006
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    口腔医学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高国杰;章筱悦;沈刚
  • 通讯作者:
    沈刚
Process control of open and close of launcher's hatch based on delay compensation and three-variable controller
基于延迟补偿和三变量控制器的发射装置舱口开闭过程控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    机床与液压
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张瑛;于朝;沈刚
  • 通讯作者:
    沈刚
(k,n)异或视觉密码的一般性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈刚;付正欣;郁滨
  • 通讯作者:
    郁滨

其他文献

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沈刚的其他基金

适应复杂环境的大型矿用电铲协同设计与智能作业研究
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    U21A20125
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  • 批准年份:
    2015
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
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    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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