双绳缠绕式提升机钢丝绳张力协调控制策略研究

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变量注释表

1 绪论

1.1 课题来源（Subject Source）

1.2 选题背景及意义（Background and Significance）

1.3 国内外研究现状（Research Status of Domestic and Foreign）

1.3.1 矿井提升系统及类似绳系提升系统建模及动力学研究现状

1.3.2 提升系统各绳张力不均衡主动控制策略的研究现状

1.3.3 矿井提升系统及类似绳系提升系统故障诊断技术研究现状

1.3.4 故障工况下提升机控制技术研究现状

1.3.5 存在的问题与不足

1.4 主要研究内容（Main Research Contents）

1.5 技术路线和总体框架（Technical Strategy and Framework）

1.6 本章小结（Summary of this Chapter）

2 双绳缠绕式提升机建模与钢丝绳张力特性分析

2.1 引言（Introduction）

2.2 双绳缠绕式提升机动力学模型构建（Kinetic Model Construction of Double-rope Winding Hoist）

2.2.1 双绳缠绕式提升机提升子系统建模

2.2.2 双绳缠绕式提升机提升容器子系统建模

2.2.3 双绳缠绕式提升机钢丝绳张力协调驱动系统建模

2.2.4 双绳缠绕式提升机钢丝绳张力协调控制系统状态方程

2.3 钢丝绳张力特性分析（Analysis of Wire Rope Tension Characteristics）

2.3.1 卷绕误差激励等效模型

2.3.2 钢丝绳几何尺寸和机械性能的差异

2.4 仿真分析（Simulation Analysis）

2.4.1 双绳缠绕式提升机联合仿真平台搭建

2.4.2 双绳缠绕式提升机耦合系统数值仿真

2.5 本章小结（Summary of This Chapter）

3 正常工况下钢丝绳张力协调控制方法

3.1 引言（Introduction）

3.2 动态面控制技术概述（Overview of Dynamic Surface Control）

3.3 钢丝绳张力协调动态面控制方法（Wire Rope Tension Coordination Dynamic Surface Control Method）

3.3.1 张力协调控制状态方程

3.3.2 钢丝绳张力协调动态面控制器设计

3.4 基于迭代学习的钢丝绳张力协调自适应动态面控制方法（Wire Rope Tension Coordination Adaptive Dynamic Surface Control Method Based on Iterative Learning）

3.4.1 迭代学习观测器设计

3.4.2 混合控制器设计

3.5 仿真分析（Simulation Analysis）

3.5.1 钢丝绳张力协调控制分析

3.5.2 控制器参数鲁棒性分析

3.6 本章小结（Summary of This Chapter）

4 执行器故障工况下钢丝绳张力协调控制方法

4.1 引言（Introduction）

4.2 钢丝绳张力协调控制系统执行器子系统故障树（Fault Tree of Wire Rope Tension Coordination Control System Actuator Subsystem）

4.3 钢丝绳张力协调控制系统执行器子系统故障检测与状态评估方法（Fault Detection and Condition Evaluation Method of Actuator Subsystem of Wire Rope Tension Coordination Control System）

4.3.1 双绳缠绕式提升机张力协调控制系统执行器子系统故障分析

4.3.2 双绳缠绕式提升机张力协调控制系统故障检测问题描述

4.3.3 基于自适应观测器的执行器故障检测与评估

4.4 执行器子系统故障工况下钢丝绳张力协调控制器设计（Design of Wire Rope Tension Coordination Controller under Actuator Subsystem Failure Conditions）

4.5 仿真分析（Simulation Analysis）

4.5.1 伺服阀故障工况仿真结果

4.5.2 液压缸故障工况仿真结果

4.6 本章小结（Summary of This Chapter）

5 传感器故障工况下钢丝绳张力协调控制方法

5.1 引言（Introduction）

5.2 钢丝绳张力协调控制系统传感器故障分析（Sensor Fault Analysis of Wire Rope Tension Coordination Control System）

5.3 基于信号融合的传感器故障检测与评估(Sensor Fault Detection and Evaluation Based on Signal Fusion)

5.3.1 基于有限时间观测器的传感器故障检测

5.3.2 基于参数估计器的传感器故障检测

5.3.3 基于信号融合的故障诊断方法

5.4 基于扩张观测器的钢丝绳张力协调控制器设计（Design of Wire Rope Tension Coordination Controller Based on Extended State Observer）

5.4.1 传感器故障工况下系统控制方程

5.4.2 传感器故障工况下控制器设计

5.5 仿真分析（Simulation Analysis）

5.5.1 钢丝绳末端力传感器故障工况仿真结果

5.5.2 液压缸力传感器故障工况仿真结果

5.5.3 位移传感器故障工况的仿真结果

5.5.4 油压传感器故障工况的仿真结果

5.6 本章小结（Summary of This Chapter）

6 试验台搭建与实验验证

6.1 引言（Introduction）

6.2 双绳缠绕式提升装备实验平台介绍（Modeling of Double-rope Winding Hoisting Experimental Platform）

6.3 参数辨识与提升曲线设置（Parameter Identification and Hoisting Curve Setting）

6.3.1 未知参数辨识

6.3.2 提升曲线设置

6.4 正常工况下钢丝绳张力协调控制方法试验验证（Experimental Research of Wire Rope Tension Coordination Control Method under Normal Working Conditions）

6.5 执行器子系统故障工况下钢丝绳张力协调控制方法试验验证（Experimental Research of Wire Rope Tension Coordination Control Method under Actuator Subsystem failure Conditions）

6.6 传感器故障工况下钢丝绳张力协调控制方法试验验证（Experimental Research of Wire Rope Tension Coordination Control Method under Sensor Failure Conditions）

6.6.1 位移传感器故障工况下钢丝绳张力协调控制器实验验证

6.6.2 钢丝绳张力传感器故障工况下钢丝绳张力协调控制器实验验证

6.7 本章小结（Summary of This Chapter）

7 总结与展望

7.1 主要结论（Conclusions）

7.2 主要创新点（Main Creating Points）

7.3 研究展望（Future Work）

参考文献

附录

作者简历

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