Научная статья на тему 'Анализ критериев оптимизации процесса бурения'

Анализ критериев оптимизации процесса бурения Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
169
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Анализ критериев оптимизации процесса бурения»

9 мм), а Имя2 — "зольность", "теплотворная способность", а при Имя1="К9" также "толщина пластического слоя", "индекс свободного вспучивания", "выход летучих продуктов".

Формальные описания моделей используются в описываемой программной системе не только для внутреннего представления данных и соотношений модели в расчетной программе, соответствующей типу модели. Они служат и для порождения структуры базы данных модели (или группе родственных моделей) стандартным способом без участия пользователя. Характеристики наборов таблиц баз данных отдельных моделей и полей этих таблиц для всех введенных в информационную систему моделей хранятся в системной базе данных и используются для экспорта данных из базы данных модели во входные текстовые файлы рас-

1. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. Изд. 3-е. — М.: Недра, 1978. — 541 с.

2. Валуев А. М. О взаимосвязи функций текущего управления производством на угольных раз-

четных программ и для импорта данных из выходных файлов. Более того, они используются также для настройки пользовательского интерфейса информационной системы на работу с определенной моделью.

Ввод модели в систему сопровождается вводом ее описания (используемого далее для выбора задачи) и проверкой ее корректности, выполняемой с помощью специальной программы, дающей необходимую диагностику в случае выявленных ошибок (рис. 1). Ввод новых данных и просмотр результатов выполняется с помощью взаимосвязанных экранных форм, отображающих смежные уровни структуры данных (рис. 2). Эти формы как таковые не привязаны к определенной структуре данных и лишь при загрузке настраиваются на нее.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

резах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2003. — Вып. 9. — С. 18-21.

Коротко об авторах

Валуев Андрей Михайлович — доцент, кандидат физико-математических наук, кафедра «Организации и управления в горной промышленности», Московский государственный горный университет.

------------------------------------------- © И.В. Бар анникова,

В.И. Бслопушкин, 2004

УДК 53.072

И.В. Баранникова, В.И. Белопушкин

АНАЛИЗ КРИТЕРИЕВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ

Семинар №10

Реализация идей автоматизации управления процессом бурения современными буровыми станками, эксплуатирующимися в изменяющихся случайным образом условиях, является совокупностью

сложных задач анализа, синтеза, оптимизации, которые можно решить лишь на основе современных средств, методов автоматизации и компьютерной техники.

Критерии эксплуатации бурового станка

При решении задач управления буровым станком, как правило, прибегают к абстрактному экспериментированию, обеспечивающему достаточно точное совпадение реальных условий с опытом - математическому моделированию [1, 2]. Для этого строят математическую модель операции управления буровым станком, которая описывает ее структуру и свойства в количественных терминах.

Обычно, все процессы принятия решений имеют две характерные черты:

- когда условия задачи допускают большое количество возможных вариантов, из которых надо выбрать оптимальный. Причем с увеличением числа рассматриваемых вариантов увеличивается объем информации, необходимой для решения задачи, и ее описание становится более громоздким;

- когда принятие решения осуществляется ради определенной цели, т.е. выбранное решение должно наилучшим образом обеспечивать достижение поставленной цели.

Для сравнения возможных вариантов задач управления и оценки их соответствия поставленной цели необходимо количественно оценить степень осуществления цели при различных вариантах, т.е. эффективность операции управления. Количествен-

ный критерий, с помощью которого определяется эффективность операции управления, называется показателем эффективности.

Таким образом, процесс принятия решений можно описать целевой функцией, аргументами которой являются допустимые решения, а значениями - числа, характеризующие меру достижения поставленной цели при различных аргументах. Она связывает допустимые решения с показателем эффективности. Задача выбора решения сводится к нахождению экстремального значения функции (показателя эффективности) и аргумента, при котором оно достигается. Решение, максимизирующее (или минимизирующее) функцию (показатель эффективности), является оптимальным.

По существу процесс принятия решения включает две проблемы:

- выбор показателя эффективности, определение множества допустимых решений и целевой функции;

- отыскание экстремального значения целевой функции и решения, ему соответствующего.

Первая проблема заключается в математическом описании условий, в которых протекает операция управления, цели ее осуществления и входит, по сути дела, в математическое моделирование.

Вторая проблема входит в круг экстремальных задач математики.

Критерий эффективности выбирается в зависимости от цели операции управления, ее природы и условий осуществления. Критерий эффективности, с одной стороны, должен быть достаточно прост, чтобы его легко было вычислять и анализировать, а с другой стороны, должен быть чувствителен (критичен) по отношению к оптимизируемым величинам (управляемым переменным).

При решении задач управления иногда приходится иметь дело не с одним, а с несколькими критериями эффективности. Это объясняется тем, что задача управления многоцелевая.

Сложность выбора критерия оптимизации (эффективности) управления бурением заключается в трудности его оперативного вычисления в процессе бурения, что обусловлено недостаточным объемом необходимой информации, поступающей с датчиков к оператору бурового станка со штатной приборной панели.

1. Коваль П. В. Гидравлика и гидропривод горных машин: Учебник для вузов по специальности «Горные машины и комплексы». - М.: Машиностроение, 1979.- 319 с., ил.

Анализ критериев эксплуатации бурового станка (рис. 1) позволяет принять в качестве критериев оптимизации управления бурением следующие критерии эффективности:

- потребительские - скорость бурения, проходка на долото и энергоемкость бурения;

- технические - мощности механизмов подачи и вращения.

Потребительские критерии - скорость бурения и проходка на долото являются наблюдаемыми в процессе бурения, а энергоемкость бурения и технические критерии - мощности механизмов подачи и вращения не наблюдаемы, но оперативно вычисляемы.

Предлагаемые критерии оптимизации могут быть положены в основу разработки алгоритмов управления шарошечным станком в режиме бурения.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Красников Ю.Д., Топорков А.А. Исследование операций при механизации горных работ: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГОУ, 1994.

Коротко об авторах_________________________________________

Баранникова Ирина Владимировна - инженер,

Белопушкин Виктор Иванович - профессор, кандидат технических наук, Московский государственный горный университет.

---------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БУДЮКОВ Юрий Евдокимович Разработка научных основ проектирования специального алмазного породоразрушающего инструмента и технологии его применения 25.00.14 д.т.н.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.