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1、礦用帶式輸送機(jī)故障診斷分析
帶式輸送機(jī)作為最常見的散料運(yùn)輸設(shè)備，具有運(yùn)量大、運(yùn)距長、可連續(xù)輸送等特點，是煤礦生產(chǎn)中最主要運(yùn)輸設(shè)備之一。由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜多變，很多不可控的因素隨時出現(xiàn)，帶式輸送機(jī)故障種類多樣，檢修過程困難，造成安全事故頻發(fā)。傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)多故障綜合檢測功能較差，工作效率低，零件易損耗，缺乏安全隱患預(yù)防能力。DS證據(jù)理論技術(shù)是一種能夠高效解決不確定問題的方法，將其應(yīng)用到礦用帶式輸送機(jī)故障診斷中，可以在充分考慮不確定條件的基礎(chǔ)上，為每種故障種類設(shè)置可信度作為元信息進(jìn)行融合，對于解決礦用帶式輸送機(jī)故障診斷問題具有非常重要的意
2、義。
1礦用帶式輸送機(jī)的構(gòu)成
礦用帶式輸送機(jī)的組成架構(gòu)如圖1所示，其核心組件就是輸送帶和驅(qū)動裝置等。(1)將輸送帶固定在帶式輸送機(jī)的上、下段承載托輥上，使得輸送帶在縱向上能夠滿足垂直范圍要求，保證輸送帶平穩(wěn)、正常地運(yùn)行;(2)將主動滾筒和改向滾筒按照確定位置和距離平行布置，圍繞輸送帶成無極環(huán)形;(3)調(diào)整拉緊裝置，將輸送帶拉緊并且處于較高的張力狀態(tài);(4)調(diào)整驅(qū)動裝置，讓輸送帶在運(yùn)行過程中始終處于被驅(qū)動、拉伸、牽引的狀態(tài)。
2基于改進(jìn)DS證據(jù)理論的礦用帶式輸送機(jī)故障診斷
(1)DS證據(jù)理論改進(jìn)DS證據(jù)理論在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)融合時
3、，為了滿足可信函數(shù)的分布概率始終保持在0～1，通常會進(jìn)行歸一化處理，使得概率值會縮小1/(1-k)倍。這種方式雖然可以便于滿足概率分布問題，但弱化了證據(jù)焦元間的特征沖突，使得公共焦元沖突值變小，常常導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤的結(jié)論，不利于對礦用帶式輸送機(jī)多樣且復(fù)雜故障的預(yù)防和處理，因此本文對傳統(tǒng)的DS證據(jù)理論進(jìn)行了改進(jìn)。在診斷框架中，改進(jìn)后的DS證據(jù)理論主要應(yīng)用于故障證據(jù)理論的推導(dǎo)和融合兩方面，結(jié)合推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行故障預(yù)判，主要操作過程：①根據(jù)輸送帶保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的自我判斷，構(gòu)建輸送帶的故障證據(jù)規(guī)則，例如輸送帶斷帶規(guī)則：根據(jù)檢測數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)中的帶速v在5s內(nèi)小于額定帶速vs的0.02倍或者大于vs的
4、0.3倍，則會推斷為發(fā)生斷帶故障，那么系統(tǒng)會直接進(jìn)行跳線短接動作，啟動停機(jī)保護(hù)機(jī)制，也就是將跳線組E和D的短接值設(shè)為0。其具體的規(guī)則形式化描述if:0.06vs5sandE-D=0then:輸送帶斷帶②多種故障同時發(fā)生或發(fā)生故障沖突，則調(diào)用專家知識，自動搜索故障庫，匹配故障規(guī)則，判斷故障發(fā)生原因，啟動處理機(jī)制進(jìn)行處理。當(dāng)故障推導(dǎo)過程中發(fā)生故障沖突時，則調(diào)用改進(jìn)DS證據(jù)理論知識，根據(jù)不同的故障信息進(jìn)行可信度分配。(3)仿真測試為了驗證基于改進(jìn)DS證據(jù)理論的故障診斷框架的有效性，將其應(yīng)用到煤礦的實際生產(chǎn)過程中進(jìn)行仿真測試，通過故障數(shù)據(jù)的融合，將各類傳感器的數(shù)據(jù)作為證據(jù)元進(jìn)行故障診斷推理。以帶速m1
5、、溫度m2和縱撕傳感器m3故障可信度的分配值為例建立可信框架Θ={A1，A2，A3｝進(jìn)行測試，其中A1表示由于帶速傳感器檢測的打滑故障，A2表示由縱撕傳感器檢測的斷帶故障，A3表示跑偏傳感器檢測的跑偏故障。各類測試傳感器可信度分配值如表1所示。通過分析可知，由于速度傳感器m1檢測出來的輸送帶打滑故障可信度分配值相差較少，因此輸送帶打滑故障發(fā)生的可能性較高，而故障發(fā)生可能性的不確定性也相對較高，如果其他故障同時發(fā)生則更加不容易判斷，因此，需要進(jìn)行故障信息融合。首先利用DS證據(jù)理論規(guī)則進(jìn)行組合，將帶速傳感器m1與溫度傳感器m2進(jìn)行信息融合，重新進(jìn)行故障可信度分配，從而得到2種傳感器的融
6、合結(jié)果如表2所示。然后將上述融合的結(jié)果再與縱撕傳感器m3的故障可信度繼續(xù)進(jìn)行融合，融合結(jié)果如表3所示。從融合的結(jié)果可以得出，經(jīng)過2次融合后可信度比第1次融合的結(jié)果可靠性高，可信度值更加接近于1，其他故障逐步趨于0。因此帶式輸送機(jī)的故障證據(jù)不斷積累，不確定因素可信度不斷下降，可以得出A1打滑故障發(fā)生。如果證據(jù)存在沖突時，則進(jìn)一步采用改進(jìn)DS證據(jù)理論進(jìn)行故障診斷，從不合理的證據(jù)中找出一個關(guān)鍵的輸送機(jī)證據(jù)來輔助進(jìn)行故障決策，繼續(xù)進(jìn)行沖突決策，解決沖突問題，最后得出診斷結(jié)果如表5所示。從表5可知，由于解決了沖突問題，可以將其他故障發(fā)生的可信值降為0，從而獲得準(zhǔn)確的故障診斷信息，說明改進(jìn)DS證據(jù)理論對于
7、礦用帶式輸送機(jī)的故障預(yù)判有效。
3結(jié)語
DS證據(jù)理論的主要思想是利用先驗知識來預(yù)測事件發(fā)生的概率、獲取檢驗區(qū)間的可信度值。本文在傳統(tǒng)的DS證據(jù)理論基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，增加沖突決策機(jī)制來解決在不確定條件下的礦用帶式輸送機(jī)故障診斷問題。通過多證據(jù)融合仿真測試，該方法有效地解決了證據(jù)沖突問題，可以更加準(zhǔn)確地獲取故障診斷信息。
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礦用帶式輸送機(jī)故障診斷分析
