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时间:2020-03-23
《基于岩性智能识别的牙轮钻机智能控制系统研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第1O卷第3期矿业工程2012年6月MiningEngineering35基于岩性智能识别的牙轮钻机智能控制系统研究侯治宇(鞍钢集团矿业公司齐大山铁矿,辽宁鞍山114021)摘要:讨论了YZ55牙轮钻机智能控制系统工作状况,给出了具体有效的控制方法,并提出了控制规则的构造方法及应用过程,以回转速度为例进行了仿真分析。关键词:牙轮钻机;钻进参数;岩性识别;智能控制中图分类号:TD422.i文献标识码:A文章编号:167l一8550(2012)03—0035—031牙轮钻机智能系统的要求和实现途径3智能控
2、制系统的应用牙轮钻机既要具有较高的穿孔效率,又需保持一个较3.1岩性空间类型划分与钻进参数选取通过研究发现,岩石的破碎比功可划分为:1)极软:低的穿孔成本,其钻进参数必须保持在一个合理的工作范围内。目前,牙轮钻机钻进参数的调整比较单一,不能根E一(O~15)×10J/cm。;2)软:E一(15~25)×10J/据所钻岩石性质发生变化而及时调整,使得钻机发生剧烈cm。;3)中软:E一(25~4O)×10J/cm。;4)中硬:E振动,造成电机和其他元器件损坏。牙轮钻进参数主要有一(40~55)×10J/c
3、m;5)硬:E一(55~65)×1oJ/cm。;6)极硬:E一(65~ioo)×lOJ/cm。。即:轴压、钻速、排渣风量和注水量等。对于其中的排渣风量E一15,25,40,55,65,100,i—l,⋯,6,单位和注水量,在作业中保持一定的设定值,保证满足排渣和冷却等需要即可。本文选择合理的轴压和转速研究牙轮钻为10J/cm。。机的钻进智能控制,并对穿孑L过程进行分析,应用可钻性理论(能量原理),用破碎比功评价所穿凿岩石的可钻性,并以此为根据制定穿孔规范。破碎比功是一个较稳定的数值,同种岩石的波动范围
4、亦相差不大,而基于模糊聚类分析的岩性识别方法与实际情况比较吻合,是比较迅速、可靠的方法。2牙轮钻机智能系统的结构和组成——标准数据库。用于存放控制系统的初始数据和岩性识别、控制策略推理过程中间数据等;知识库。存有代表控制策略的产生规则、岩石性质分类识别等;图1牙轮钻机智能系统结构图一推理机构。一组系统控制程序,其根据当前输入Yz一55牙轮钻机与此对应的轴压P、转速都分为6的数据,利用知识库中的知识,按一定的推理策略给定钻档,分别为:机的工作参数,从而完成对系统的协调控制;Pl:2ookN,270kN,
5、340kN,41OkN,480kN,一学习机构。在本系统中对于同一种输入状态,如550kN;i一1,⋯,6;果控制规则发生变化并取得成功,系统可通过学习机构更n:60rpm,75rpm,90rpm,105rpm,120rpm,正规则,以便直接利用。135rpm;i一1,⋯,6。3.2控制规则的给出及流程按上述给定的岩石特性(可钻性)划分和钻进参数取值档次大小,见表1。牙轮钻进的过程极为复杂,无法预知的情况较多,上收稿日期:2012—02~13作者简介:侯治宇(1963一),男(汉族),河北乐亭人.鞍钢
6、集团述规则需要在实际应用中予以经常调整。在控制过程中应矿业公司齐大山铁矿设备副矿长,高级工程师。考虑诸多约束条件,诸如钻机的水平和垂直振动、回转电36矿业工程第1O卷第3期机电流等。当控制系统的约束条件不满足要求时,应及时CTRL6:1FA(A。ANDB(BoTHENP—P6,n—n6调整控制规则,经实验检验后可以对知识库中的规则进行IFA≥A0ANDB7、钻进的初步控制规则对于约束条件的取值范围,加速度幅值取:1)正常工作范围内的边界值;2)有可能对设备造成直接损害的故障报警值。正常工作边界值:水平振动A。,垂直振动B0异常工作报警值:水平振动A,垂直振动B。控制系统总的控制规则如下:IFE8、≥AlORB≥B1THENP—P1,n=n,报警。CTRI1:IFA(A0ANDB
7、钻进的初步控制规则对于约束条件的取值范围,加速度幅值取:1)正常工作范围内的边界值;2)有可能对设备造成直接损害的故障报警值。正常工作边界值:水平振动A。,垂直振动B0异常工作报警值:水平振动A,垂直振动B。控制系统总的控制规则如下:IFE8、≥AlORB≥B1THENP—P1,n=n,报警。CTRI1:IFA(A0ANDB
8、≥AlORB≥B1THENP—P1,n=n,报警。CTRI1:IFA(A0ANDB
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