超高水充填管道模糊专家故障诊断研究

发布时间：2017-07-26 12:16

  本文关键词：超高水充填管道模糊专家故障诊断研究

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【摘要】：我国煤炭资源的主要来源是“三下一上”开采,随着煤炭资源被不断的开采,“三下”的压煤量也越来越大。超高水采空区充填技术有效地解决了“三下”的压煤现象,提高了采煤率,同时也保证了矿区生态环境不被破坏。由于超高水充填系统输送管道的管线长、充填材料的特殊性和流体沉淀淤积、环境成分的腐蚀、管道清理不彻底等因素,很容易形成管路的堵塞和泄露,严重影响输送管路的安全运行。目前,针对管路的故障问题,我国大部分煤矿企业仍在采用人工沿管线巡视的方法,这样费时、费力,定位不准确,遇到管路故障,只能做应急处理,浪费大量的人力物力,违背了“节能降耗”原则。因此,超高水充填管道故障诊断方法的研究具有十分重要的意义。本文通过分析目前国内外管道监测和超高水充填管道监测的研究现状,提出了将模糊集合理论和专家系统相结合,对管道的压力和超高水流量同时进行监测,进而及时诊断出管道是否发生故障的研究。首先根据煤矿井下填空区的具体情况,完成了采空区超高水充填管道采集点的布局,构建了压力传感器和流量传感器在管道中的布局图。完成了输送管路、压力传感器和流量传感器的选型。其次,对超高水充填管道故障诊断模糊专家系统的关键技术进行了研究。其中包括数据模糊化输入的过程,知识库的建立,知识库的表示以及推理机制等。最后,运用MATLAB对超高水充填管道模糊专家系统故障诊断的方法进行了实验仿真。实验表明,该模糊专家系统故障诊断的方法能较准确的诊断出超高水充填管道是否发生故障,提高了工作效率,减少了原料流失,实现了煤矿监测系统的自动化。
【关键词】：超高水充填 模糊推理算法 专家系统 故障诊断
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD823.7
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究的背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 管道监测国内外研究现状13-15
• 1.2.2 煤矿井下管道监测国内研究现状15-16
• 1.3 本文主要研究内容及结构安排16-17
• 1.3.1 本文主要研究内容16
• 1.3.2 论文结构安排16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第2章 模糊专家系统的基本理论18-29
• 2.1 模糊集合的概念18
• 2.2 隶属度函数18-22
• 2.2.1 隶属度函数的规则18-19
• 2.2.2 隶属度函数的确定方法19-22
• 2.3 模糊化方法22-23
• 2.4 模糊推理23-24
• 2.4.1 模糊推理的方法23-24
• 2.4.2 模糊推理规则及算法24
• 2.5 去模糊的方法24-25
• 2.6 专家系统的概念及其结构25-27
• 2.6.1 专家系统的概念25-26
• 2.6.2 专家系统的结构26-27
• 2.7 专家系统的基本特征27
• 2.8 专家系统的分类27-28
• 2.9 本章小结28-29
• 第3章 超高水充填管道传感器拓扑结构的建立29-39
• 3.1 超高水充填技术29-30
• 3.1.1 超高水材料29-30
• 3.1.2 超高水充填工艺30
• 3.2 传感器拓扑结构30-32
• 3.3 传感器的选型32-38
• 3.3.1 压力传感器34-36
• 3.3.2 流量传感器36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 超高水充填管道故障诊断模糊专家系统的关键技术研究39-52
• 4.1 模糊专家故障诊断系统的总体结构39-41
• 4.2 知识库41-48
• 4.2.1 模糊化输入41-44
• 4.2.2 知识的获取44-45
• 4.2.3 知识的表示45-48
• 4.3 推理机制48-51
• 4.3.1 控制策略48-50
• 4.3.1.1 冲突消解策略48-49
• 4.3.1.2 正向推理控制策略49
• 4.3.1.3 反向推理控制策略49-50
• 4.3.1.4 混合推理控制策略50
• 4.3.2 推理流程设计50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 超高水充填管道模糊专家故障诊断方法的实验仿真52-65
• 5.1 超高水充填管道的实时数据52-54
• 5.2 超高水充填管道模糊专家故障诊断方法的实验仿真54-64
• 5.2.1 模糊推理系统的设计54-58
• 5.2.2 实验仿真分析58-64
• 5.3 本章小结64-65
• 总结65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 作者简介70
• 攻读硕士期间发表论文70-71

【参考文献】

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本文编号：576342