当前,煤炭依然是最重要的能源形式,随着开采深度和产能的加大,煤炭资源开采的安全问题日益凸显。在提升系统运行过程中,需要使用罐道来抑制提升容器的横向摆动,其中刚性罐道最为常见。刚性罐道工作性能的优劣将直接影响提升系统的安全性和稳定性,因此,对刚性罐道的工作状况进行检测显得十分重要。传统的刚性罐道检测方法多是采用监测提升容器的运行状况来间接判断刚性罐道的工作状况,这种方法所测得的数据会受到提升容器运动的影响,而且安装、信号传输等存在困难。因此有必要对井口位置的提升主绳横向振动进行研究,探讨通过主绳振动状态检测刚性罐道的工作状况,为刚性罐道检测提供有效的方法,保障矿井提升系统安全平稳运行。首先,本文分析了主绳振动来源,并推导出天轮和罐道激励函数,建立提升主绳振动物理模型。运用广义Hamilton原理建立主绳横纵耦合振动方程,考虑刚性罐道和天轮激励对主绳振动的影响,基于Galerkin截断法对主绳振动控制方程离散化求解,得到主绳横向振动位移曲线。其次,本文研究了主绳横向振动的图像匹配测量。采用基于灰度信息的NCC图像匹配算法,实现了主绳测点位置定位,并得出关于平衡位置的横向振动位移变化。同时针对该算法运算耗时较长的问题,利用差分求和方法和Harris算子检测的图像搜索方法,在不影响测量精度的情况下缩短了运算时间,实现了该图像匹配方法对主绳振动位移测量的适用性。最后,本文通过缠绕式提升实验平台设计了实验方案,并利用实验验证数学模型的有效性。采用机器视觉测量系统,设计和开展不同刚性罐道激励下提升主绳的振动情况,得到主绳在不同刚性罐道激励下的振幅变化规律,说明通过主绳振动状态检测刚性罐道工作状况的可行性。同时,也说明上述匹配算法,对提升主绳横向振动测量具有较强的实用性。该论文有图46幅,表9个,参考文献86篇。