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1、礦用帶式輸送機故障診斷分析
帶式輸送機作為最常見的散料運輸設(shè)備，具有運量大、運距長、可連續(xù)輸送等特點，是煤礦生產(chǎn)中最主要運輸設(shè)備之一。由于煤礦井下環(huán)境復雜多變，很多不可控的因素隨時出現(xiàn)，帶式輸送機故障種類多樣，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行融合，對于解決礦用帶式輸送機故障診斷問題具有非常重要的意
2、義。
1礦用帶式輸送機的構(gòu)成
礦用帶式輸送機的組成架構(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DS證據(jù)理論的礦用帶式輸送機故障診斷
(1)DS證據(jù)理論改進DS證據(jù)理論在進行信息數(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，常常導致出現(xiàn)錯誤的結(jié)論，不利于對礦用帶式輸送機多樣且復雜故障的預防和處理，因此本文對傳統(tǒng)的DS證據(jù)理論進行了改進。在診斷框架中，改進后的DS證據(jù)理論主要應(yīng)用于故障證據(jù)理論的推導和融合兩方面，結(jié)合推導結(jié)果進行故障預判，主要操作過程：①根據(jù)輸送帶保護系統(tǒng)運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)會直接進行跳線短接動作，啟動停機保護機制，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，啟動處理機制進行處理。當故障推導過程中發(fā)生故障沖突時，則調(diào)用改進DS證據(jù)理論知識，根據(jù)不同的故障信息進行可信度分配。(3)仿真測試為了驗證基于改進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，需要進行故障信息融合。首先利用DS證據(jù)理論規(guī)則進行組合，將帶速傳感器m1與溫度傳感器m2進行信息融合，重新進行故障可信度分配，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，則進一步采用改進DS證據(jù)理論進行故障診斷，從不合理的證據(jù)中找出一個關(guān)鍵的輸送機證據(jù)來輔助進行故障決策，繼續(xù)進行沖突決策，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，從而獲得準確的故障診斷信息，說明改進DS證據(jù)理論對于
7、礦用帶式輸送機的故障預判有效。
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，增加沖突決策機制來解決在不確定條件下的礦用帶式輸送機故障診斷問題。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，可以更加準確地獲取故障診斷信息。
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礦用帶式輸送機故障診斷分析
