Теория автоматического управления и ее современные приложения предлагают все новые и новые теоретические возможности совершенствования автоматических систем регулирования и управления, в том числе, использование моделей технологического объекта управления в составе автоматической системы управления технологическим процессом, методов нейро-нечеткого управления и др.[2, 3, 4]

Нечеткая логика позволяет обрабатывать неопределенные условия и ситуации, используя ассоциативные понятия человека – лингвистические термины. Нечеткая логика основывается на ряде правил, в которых условия сформированы терминами нечетких лингвистических переменных, соответствующие численным значениям входной переменной системы нечеткого вывода.[2, 4]

Применение нечетких логических систем в различных отраслях промышленности является высокоэффективным направлением развития современных предприятий, при этом, не заменяя обычной техники управления, а дополняя ее методологией реализации стратегий многосвязного управления.[3, 4, 5, 6]

В процессе обогащения ПИ дробление является трудоемким процессом, который требует большого расхода энергии и способствует быстрым износу деталей машин. Поэтому является целесообразным внедрение нечеткой логики в процесс дробления горной породы для уменьшения расхода энергии, улучшения условий труда и, тем самым, улучшения экономических показателей. [7, 8]

Нами разработана математическая модель на основе теории нечетких множеств (ТНМ) по регулированию скорости вращения двигателя в зависимости от параметров уровня наполненности пасти дробилки и класса крупности кусков руды.

Разработка системы производилась в математической системе MATLAB с использованием Fuzzy Logic Toolbox (пакет нечеткой логики). Модель (рисунок 1) содержит 2 входных лингвистических переменных: уровень наполненности пасти дробилки и класс крупности кусков руды, базу логических правил и одну выходную лингвистическую переменную – скорость вращения двигателя пластинчатого питателя.

Данные входные переменные выбраны для реализации всего потенциала дробильной установки и экономии электроэнергии. Регулирование скорости вращения двигателя пластинчатого питателя позволяет поддерживать необходимый уровень наполненности пасти дробильной установки. Это, в свою очередь, позволяет выгодно использовать дробильную установку.

Рисунок 1 – Модель нечеткой логики управления щековой дробилки

Для поддержания уровня наполненности пасти дробилки были написаны правила нечеткой логики (табл.1), где наполненность подразделяется на 3 уровня: высокий, средний, низкий. Крупность на 3 класса: первый, второй, третий. Скорость вращения двигателя на 5 различных позиций: низкая, ниже средней, средняя, выше средней, высокая. Правила были сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Правила для создания нечеткой логики

Таблица 2 – Параметры входных переменных

В результате была получена система (рис. 2) нечеткого управления щековой дробилки ЩДП-15×21

Рисунок 2 – Система нечеткого управления

Смоделирован вариант (рис.2), при котором класс крупности куска породы – 575мм и уровень наполненности пасти –2350мм. В этом случае, принадлежности термов на основе обычных исходных данных для первой входной лингвистической переменной приводит к значению 506мм для терма «средняя», а второй лингвистической переменной приводит к значению истинности 2460мм для терма «2й». Выходная переменная в этом случае будет равна терму «средняя» 950 об/мин.

В результате был получен трехмерный график, на котором видна зависимость скорости вращения двигателя пластинчатого питателя от класса крупности породы и уровня наполненности пасти дробилки (рис.3)

Рисунок 3- Трехмерная модель нечеткого управления дробильной установкой

На основе полученных результатов проанализированы режимы работы дробильной установки и выбраны оптимальные режимы, которые способствуют экономии электроэнергии, повышению эффективности дробления и улучшению условий труда.