Інтелектуальна ідентифікація станів барабанних млинів на основі спектральних методів формування інформаційних ознак

Abstract

Дисертація присвячена рішенню актуальної наукової задачі – автоматизації процесів управління технічним станом конструктивних елементів броні футеровки барабанних млинів мокрого самоподрібнення шляхом застосування моментной ідентифікації у якості інформаційного засібу автоматизації на основі встановлення нових закономірностей формування моментних характеристик та їх спектрів сигналів активної потужності привідного електродвигуна барабанного млина. Вирішення цієї задачі дозволяє підвищити ефективність подрібнення за рахунок підтримки броні барабана в технологічно раціональному стані, підвищити продуктивність та надійність процесу подрібнення, знизити ресурсні і енергетичні витрати. Науково обґрунтовані інформаційне забезпечення, функціонально- алгоритмічні структури та програмне забезпечення до систем автоматичного контролю і регулювання процесів зносу конструктивних елементів броні футеровки барабанних млинів. Результати роботи впроваджені в проектній документації і можуть бути використані на залізорудних збагачувальних фабриках у гірничо-металургійній промисловості.

Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи – автоматизации процессов управления техническим состоянием конструктивных элементов брони футеровки барабанных мельниц мокрого самоизмельчения путем применения моментной идентификации в качестве информационного средства автоматизации на основе установления новых закономерностей формирования моментных характеристик и их спектров сигналов активной мощности приводного электродвигателя барабанной мельницы. Решение этой задачи позволяет повысить эффективность измельчения за счет поддержания брони футеровки барабана в технологически рациональном состоянии, повысить производительность, надежность процесса измельчения, снизить ресурсные и энергетические затраты. Установлено, что для энергоинформационных сигналов активной мощности потребляемой приводными электродвигателями БМ ММС 70*23 фильтрация фрикативных составляющих полностью выполняется уже на третьем уровне моментной иерархии, что обусловливает из этого уровня повышение точности определения периодических составляющих. Установлено, что впервые примененные в работе числовые оценки тесноты статистических моментних связей случайных значений энергоинформационных сигналов потребляемой активной мощности барабанных мельниц являются новыми знаниями по всем основным признакам и могут быть использованы как информационные естества при формировании предметных областей систем интеллектуальной поддержки принятия решений для задач автоматизации процессов управления БМ в условиях неопределенности состояния последних. Использование раскрытых закономерностей технологических и технических параметров процесса измельчения через аппроксимирующие функции регрессии условных математических ожиданий определило возможность представления БМ в разных режимах через линейные и нелинейные модели. Впервые установлено, что показатели информационных характеристик, в виде количества и характера экстремумов моментних функций, что используют центральные моменты парных степеней подобные, однако при увеличение степени повышается чувствительность моментной функции, что дает дополнительную информацию для увеличения точности идентификации. Информационные характеристики моментних функций, что используют центральные моменты непарных степеней аналогично подобны. Установлено, что расширение информационного обеспечения автоматизации процессов управления БМ за счет использования моментних функций степеней, больше четвертого порядка для парного ряда и пятого порядка для непарного ряда не дает существенного прироста информации при идентификации технологических состояний барабанных мельниц Установлены числовые зависимости характеристик экстремумов спектральных оценок моментных функций непрерывных случайных сигналов активной мощности потребляемой приводными электродвигателями барабанных мельниц ММС 70*23 при разных технологических состояниях по заполнению барабана измельчаемой рудой. Впервые установлено, что автоматизация процесса измельчения в барабанных мельницах на основе метода интеллектуальной идентификации нелинейных объектов нечеткими базами знаний обеспечивает в пределах допустимой достоверности выполнение оперативного контроля степени износа брони барабана, что позволяет повысить точность и надежность определения предаварийных и аварийных ситуаций в барабанных мельницах. Разработанное информационное и программное обеспечение направлено на сбор, сохранение и использование знаний, с целью решения прикладных задач интеллектуальной идентификации и принятия решений относительно оперативных состояний барабанных мельниц. Программа содержит все экранные формы, необходимые для настройки экспертной системы. Основные научные положения и результаты работы приняты к внедрению в проект ОАО Проектное и проектно-конструкторский институт «Металлургавтоматика» при проектировании автоматизации секции 10, 12 РОФ-2 ОАО «Арселор Миттал Кривой Рог» (проект № 0476).

The thesis is devoted to solving such a relevant scientific problem as automation of control of structural components of coating armour of drum mills of wet self-grinding through moment identification as information technique of automation based on identification of new laws of moment characteristics forming as well as their spectra of active power of the drum mill drive motor. The problem solving helps to improve grinding efficiency owing to keeping armour of a drum in technologically rational conditions. That will help to improve efficiency as well as reliability of grinding process, and to reduce both resource and power consumption. Data support, functional and algorithmic structures are scientifically grounded as well as software for the systems of automatic control and control of wear of structural elements of drum mills coating armour. The results are implemented in project documents; they can be applied at iron-ore preparators of ore mining and smelting industry.