面向本体的矿井提升机主轴系统故障诊断方法

发布时间：2020-11-11 23:19

　　 矿井提升机在煤矿开采过程中起着重要的作用,其是否能够安全运行,决定着煤矿整体的生产能力以及工作人员的生命安全。主轴系统是提升机的主要工作机构,在提升机运行过程中承担着承载重量和传递扭矩的任务,如其出现故障将直接影响到矿井提升机能否正常地运转,甚至引起煤矿重大事故的发生。因此,开展对矿井提升机主轴系统的故障预警与诊断方法研究对煤矿安全生产具有重要意义。本文以某矿井副立井的提升机主轴系统为研究对象,提出了面向本体的主轴系统故障诊断方法,旨在解决目前提升机主轴系统故障诊断方法实践过程中存在的诊断效率和诊断准确率低、知识管理落后等问题。主要对以下几个方面进行了深入的研究:(1)提出了基于本体的主轴系统故障诊断框架。本文在对多绳摩擦式矿井提升机主轴系统结构组成及故障特点分析的基础上,对主轴系统故障进行分类,并将各类之间的关系进行了一一对应。以矿井提升机主轴系统故障知识为理论基础,引入本体技术,提出了基于本体的矿井提升机主轴系统故障诊断体系框架及诊断过程。(2)建立了基于本体的矿井提升机主轴系统故障诊断本体知识库和提升机主轴系统数据库,实现了本体库与数据库的动态转换。本文通过了解本体相关概念以及提升机主轴系统故障知识,对提升机主轴系统故障知识进行了分类,并对其进行了形式化定义,构建了主轴系统故障本体知识库。在现有的矿井提升机主轴振动监测系统的基础上,结合数据库技术建立了提升机主轴系统数据库,并实现了本体库与数据库的动态转换,为后续基于本体的提升机主轴系统故障诊断奠定了基础。(3)提出了基于本体的主轴系统故障诊断方法,实现了矿井提升机主轴系统故障诊断。建立了矿井提升机主轴系统故障评价标准,并将其导入故障诊断规则库。通过在转换代码中设置判断算法,实现了本体库对主轴系统故障的自动推理,进而得到对应的故障现象、故障原因及故障源。最后本文对上述理论进行了试验验证。试验结果表明:所建立的矿井提升机主轴系统故障诊断本体知识库完整且有效,实现了故障诊断知识的共享和重用,且该故障诊断系统的诊断效率高,诊断结果准确可靠,可以为实际生产实践过程中的故障诊断提供有效的依据,从而有效地保障煤矿安全。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD534
【部分图文】：

图 1-1 组织结构图Fig.1-1 Organization chart1.5 本章小结本章首先论述了在矿井提升机主轴系统故障诊断过程中引入基于本体的故障诊断技术的研究目的与意义，进而对本课题涉及的提升机主轴系统故障诊断研究和基于本体的机械故障诊断研究的国内外研究动态进行了综述。在此基础上，对现有的主轴系统故障诊断方法进行了分析比较，提出了本文的故障诊断思路。最后介绍了本文的主要研究内容，列出了文章的组织结构图。

图 2-1 本体的构建流程图Fig.2-1 Construction Flow Chart of Ontology（4）本体描述语言对提升机主轴系统故障进行知识库构建时，针对每个故障进行参数提取和层次化分解，将主轴系统的故障原因和故障现象之间的映射关系进行语义描述，从而完成提升机主轴系统故障本体库的构建。在此本体构建过程中，需要根据其共享性等要求选择一种合适的本体描述语言对所构建的本体进行描述与表示。在多种多样的本体描述语言中，最具代表性的主要有：基于 Web 的本体描述语言和基于谓词逻辑的本体描述语言。目前，最常用的本体描述语言为基于 Web 的本体描述语言[40]。以下就采用西班牙马德里大学的评价标准与框架，在主要元素和推理机制两方面对常见的基于 Web 的本体描述语言进行比较[41]，如表 2-1 与表 2-2。其中，“Y”表示该语言具备对应的特性，“N”表示该语言不具备对应的特性，“C”表示该语言对所指特性没有强制性要求，但是可以实现这种特性。

太原理工大学硕士研究生学位论文OWL Full 本体描述语言的优点是其具有最为法自由度最大，可以支持所有的 OWL 语法结能完全支持计算机的自动推理。OWL Lite 语言的特点是语义表达能力最弱，只需要层次式的结构分类的本体或只需要简单义比较简单，故其优点是更容易被本体构建工OWL DL 本体描述语言的语义表达能力和语ll 语言之间，同时具有一定的可计算性（可以L DL 语言能够支持任何形式的 OWL 语法结构都能够在有限时间内完成）和计算完备性（即
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本文编号：2879897