杨华勇的科研成果

1.2003年，杨华勇教授主持的“电液比例节能电梯液压调速技术”项目获得国家科技进步二等奖。杨华勇教授团队在电液系统节能、运动控制等机电研究方向取得国际领先的研究成果，其中大轿厢速度闭环电反馈控制方法在国际上首创，解决了液压电梯局部闭环系统无法抑制摩擦等非线性干扰的问题。提出了液压电梯单阀调速原理，电梯专用电液比例集成阀解决了行程与比例系统最小压力要求之间的矛盾。创新性地开发了一种新型带能量回馈和蓄能器的变速容积调速系统，解决了变速容积调速系统低速稳定性和换相死区非线性补偿问题，装机功率降低40%，平均能耗降低665，438+0%，温升显著降低，获得了多项具有自主知识产权的电液提升系统运动控制和节能关键技术。主持完成国家自然科学基金重点项目2项、面上项目4项、国家“十五”计划项目2项、国家“863”计划项目2项及其他15项目。发表论文130余篇，其中SCI或EI收录论文64篇。出版专著。

2.2012年杨华勇教授主持完成“盾构装备自主设计制造关键技术及产业化”，获国家科技进步一等奖。在该项目中，浙江大学、上海隧道工程有限公司、中铁隧道集团有限公司、中铁隧道设备制造有限公司、杭州锅炉集团有限公司攻克了盾构自主设计制造的关键技术，开发了土压、泥水、复合三大类盾构产品，实现了盾构“中国设计、中国制造”。

杨华勇教授团队正式从1999开始研究。2002年，在国家863计划先进制造领域的支持下，与上海隧道工程有限公司、中铁隧道集团有限公司、中铁隧道设备制造有限公司、杭州锅炉集团有限公司长期稳定合作。经过12年的关键技术攻关，经历了研究-设计-制造-工程。

经过7年的关键技术攻关，2007年，在973计划综合交叉领域的支持下，凝聚了盾构设备“不稳、失效、不准”三大国际行业难题。在盾构掘进中，失稳会导致地面塌陷，失效会导致设备关键部件失效，影响掘进效率，而判据失效会导致掘进方向偏差，影响隧道施工质量。围绕“三失”问题，攻克了压力稳定、负载柔顺、多系统协调三大关键技术，突破了动压平衡控制、负载柔顺系统设计、功率自适应电液驱动、姿态测量与实时预测、推进整流和复合控制等五大技术难点，研制出压力控制、机构与驱动、推进整流三大系统。

经过联合攻关，1)发明了密封舱压力动态平衡控制技术，可实时监测盾构密封舱压力，进行多系统协调控制，使盾构始终工作在密封舱压力与水土压力平衡的状态，有效避免地面塌陷或隆起，是施工正常进行的基本保障；2)提出了掘进系统负载柔顺性的设计方法，并以此为基础开发了刀盘、推进、驱动子系统，降低了突发负载对设备的冲击30%以上，从而降低了设备关键部位故障率4个百分点，减少了停工换件时间，保证了正常掘进速度；3)项目组还实现了盾构姿态的实时精确控制和推进姿态的预测修正，解决了盾构掘进因掘进方向不准确而偏离设计轴线的问题。产学研项目组先后获得授权发明专利77项，注册软件16项，制定国家和行业标准2项，发表多篇高水平论文和专著3部。在此基础上，研发土压式、泥压式和复合式盾构系列产品。

该成果已在国内四家领先的盾构机制造企业使用，实现了盾构设备的自主设计和工业化批量生产应用，形成了上海、郑州、重庆、Xi安等多个盾构产业化基地，打破了“洋盾构”一统天下的局面。自主技术研发的中铁一号，是国内第一台复合材料盾构。天津地铁3号线营口路-和平站区间，穿越瓷房子、渤海大厦等对地面变形特别敏感的标志性建筑，局部地面变形小于2mm，地面建筑物完好。2009年，由上海隧道工程公司和浙江大学联合设计制造的“金悦”泥水盾构原型直径达到11.22米，按时圆满完成了上海世博会重大配套工程打浦路隧道的开挖任务。该盾构创下了同直径泥水盾构最小转弯半径380米的隧道施工世界纪录。

从2009年到2011年，应用项目成果生产了132个盾牌。由于技术和价格优势明显，自制盾构迅速占领市场，在2011国内新增盾构市场中占比超过60%。这些盾构产品已经在北京、天津、上海、上海完成。预计到2015年，自主设计制造的产品将占新增国内市场的75%以上。

杨华勇教授的产学研项目组正在向硬岩和超大直径掘进机方向发展，开发的新产品将更多地应用于西部高速公路大直径隧道和岩石地区长隧道的开挖。