【技术实现步骤摘要】
矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法及系统、存储介质
[0001]本专利技术涉及机械工程
，特别是一种基于三维空间超深矿井多绳缠绕式柔性罐道提升机高保真动力学建模方法及系统、存储介质。
技术介绍
[0002]在过去的几十年间，多绳缠绕式超深提升机在金矿和钻石矿的开采中大量应用，其具有小滚筒，细钢丝绳和高效的特点。最近一段时间，煤矿的开采往掘进越来越往更深，提升越来越快，效率越来越高发展，多绳缠绕式超深提升机在煤矿的开采用中越来越得到重视。但是该系统是强耦合、时变、非线性的分布式系统。高速提升和一些微小的不平衡因素都将造成整个系统的剧烈振动。这将使提升系统过早的发生疲劳破坏，发生事故。另一方面，为了抑制提升系统的额外振动，需要根据精确动力学模型指导高效的控制器设计。所以需要建立高保真的动力学模型，用以揭示系统的振动机理，指导结构和控制器的设计。
[0003]在实际的情况下，为了降低成本和提高效率，往往采用便于安装的柔性罐道，一般是两根对称的紧绷钢丝绳。而柔性罐道一般侧向刚度较低，当满载货物的罐笼在罐道上滑动时，提升...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：包括以下步骤：确定提升机系统中的各个子系统，所述子系统包括提升绳系统、罐笼系统和罐道系统；确定各子系统的动力学特性和力学原理；根据动力学特性和力学原理建立各子系统的动力学模型，所示动力学模型包括提升绳动力学模型、罐笼动力学模型和罐道动力学模型；采用位移和力将提升绳系统、罐笼系统和罐道系统进行耦合，作为动力学模型的边界条件。2.如权利要求1所述的基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：所述提升绳动力学模型是按照以下步骤建立的：将提升绳作为无弯曲刚度的绳模型，建立提升绳系统的动力学方程，所述提升绳系统的动力学方程包括悬绳的振动方程、垂绳的振动方程和天轮的振动方程。3.如权利要求1所述的基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：所述提升绳动力学模型是按照以下步骤建立的：在绝对坐标系中描述绳子的动力学特性，根据提升绳的三维振动，写出提升绳系统动能、势能；根据粘滞阻尼模型写出提升绳系统的能量耗散；最后采用哈密顿原理，得到提升绳系统在0边界条件下得动力学方程。4.如权利要求1所述的基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：所述罐笼动力学模型是按照以下步骤建立的：将罐笼作为刚体，建立质心之上的连体基坐标系，用质量和惯量矩阵表示惯性参数；根据牛顿欧拉方程写出罐笼在固定坐标系中的动力学方程。5.如权利要求1所述的基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：所述罐道动力学模型是按照以下步骤建立的：将罐道作为紧绷的钢丝绳，采用弦模型分析，建立罐道的0边界条件的动力学模型。6.如权利要求1所述的基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：所述提升绳系统、罐笼系统和罐道系统进行耦合是通过以下方式实现的：确定罐道施加在罐笼的力，垂绳施加在罐笼的力；确定罐笼与罐道的接触点的位移，以及罐笼与垂绳接触点的位移；确定罐笼与罐道之间的相互摩擦力，所述相互摩擦力为干摩擦模型，所述摩擦力的大小正比于罐笼与罐道之间的作用力。7.如权利要求1所述的基于矿井多绳缠绕式提升机动力学建模方法，其特征在于：所述提升绳系统的悬绳的振动方程具体如下：提升绳系统的悬绳的振动方程具体如下：
所述垂绳的振动方程具体如下：所述垂绳的振动方程具体如下：所述垂绳的振动方程具体如下：所述天轮的振动方程具体如下：其中，固定坐标系O
c
x
c
y
c
z
c
中描述悬绳的振动，固定坐标系O
v
x
v
y
v
z
v
中描述垂绳的振动，悬绳的长度为L
c
，垂绳的时变长度为L
v
(t)；悬绳的三方向振动分别用u
ci
，w
ci
，v
ci
在O
c
x
c
y
c
z
c
进行表示；垂绳的三方向振动分别用...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮阳军，张建，谢志江，刘飞，宋代平，蒲华燕，罗均，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。