基于决策树的矿用提升机故障预警系统设计.pdf

《基于决策树的矿用提升机故障预警系统设计.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29卷第9期计算机仿真2012年9月文章编号：1006—9348(2012)09—0228—04基于决策树的矿用提升机故障预警系统设计刘涛1，赵慧明2(1．陕西能源职业技术学院电子工程系，陕西咸阳712000；2．中国矿业大学理学院，江苏徐州221116)摘要：针对现在矿用提升机故障检测中仅仅依靠实时信号来表征与处理提升机的故障中存在的被动检测，故障数据不准确检测延时等诸多问题，提出了基于C4．5决策树的矿用提升机故障预警系统设计方法。研究了如何选取提升机故障预警参数与如何对这些数据进行预处理。研究了使用决策树构造的方法来设计故障预警系统。通过实际验证证明这种预警方法对故障的预警准确

2、率较高，具有很强的时效性，对矿用提升机故障检测与预警系统的研发与改进有很强的借鉴意义。关键词：决策树；矿用提升机；故障预警中图分类号：TP391．9文献标识码：BEarlyWarningSystemDesignofMineHoistFaultBasedonDecisionTreeZHAOHui—min91，LIUTa02(1．ShanxiEnergyInstitute，XianyangShanxi712000，China；2．ChinaUniversityofMiningandTechnology，FacultyofScience，XuzhouJiangsu221116，China)A

3、BSTRACT：ThepaperproposedminehoistfaultearlywarningsystemdesignmethodbasedontheC4．5decisiontree．Thehoistfaultwarningparameterswereselectedandpreprocessed．Thedecisiontreeconstructionmethodwasusedtodesignfaultearlywarningsystem．Theactualverificationprovedthatthefaultpredictionaccuracyrateishighwith

4、theearlywarningmethodandthetimelinessisperfect．KEYWORDS：Decisiontree；Minehoist；Faultearlywarning1引言矿井提升机是典型的集机械与电气一体化的大型设备，它广泛应用在矿区的各个关键部门有“矿井咽喉”之称。在整个矿区采集与生产中有着重要的作用也是全套机械设备中最重要的组成部分。所以对矿用提升机的故障监测与预警关系到整个矿区的顺利生产，矿用提升机的故障监测与预警系统也成为整个矿区安全生产中的重要组成。近些年对矿用提升机的故障监测与预警研究取得了长足的进步。刘志海、徐尚文等人⋯从机械动力的范畴来研究矿

5、用提升机的故障发现，研究将重点放在了设备的机械参数对故障的敏感性方面。RohSung—Dukd‘2。1等人将信号的特性作为故障表征的重点。现有的矿用提升机的监测与预警系统关注的关键点大都是在当矿用机发生故障以后对其信号的提取，并且对这些信号进行分析来随后进行维护和修理¨一“。在大型的矿山生产中由于对安全性要求很高，这些汽轮机会进行定期的处理与维护以防故障的发生但是这种维护足被动的维护，无法收稿日期：2012—03—02修回日期：2012—04—15·--——228---——对整个提升机的工作状态进行彻底的理解与分析，所以当维护不及时就会隐藏着故障产生的危险。仅依靠故障发生后或者定期的维

6、护不仅不可避免的存在这危险性而且维护成本还会很高时间跨度也较大。所以需要研究一个故障预警系统以指导日常的提升机维护与修理来提高提升机的安全系数。本文分析研究提升机各个部分的构造和作用后进行数据提取的工作，将日常提升机的运行状态数据与发生故障时的先前数据进行存储与提取。对海量的数据进行数据处理以后利用C4．5的决策树构造方法构造提升机故障的预警运算系统。将提升机的被动维护变为主动的维护与分析，使工作人员完全掌握提升机的运行状态。2矿用提升机与常见的故障类型2．1矿用提升机组成与工作原理矿用提升机是整个矿山生产中最为复杂的电气机械组。它的工作是在一定的距离内，通过动力驱动以较高的速度往返在

7、两地之间。近些年来矿用提升机的研究出现了很大的发展先进智能的拖动与控制系统已经能够装备在提升机中。它的主要组成部分包括工作机构、制动系统、机械传动系统、润滑系统、观测操纵系统、控制系统与辅助部分。具体每个系统的构成如图1所示。矿用提升机(只用于多绳摩擦式提升机)图1矿用提升机的主要组成部分工作机构主要包括主轴与主轴承这一部分主要负责缠绕与搭放提升钢丝绳。这一部分是整个提升机载荷的承受处，所以工作机构应该能保证滚线的长度调整并且有足够的强度。制动