Analysis of the input material flow of the transport conveyor

Abstract

Purpose. To develop a method for analyzing the material flw entering the input of a conveyor section, based on the decomposition of the input material flw into a deterministic material flw and a stochastic material flw. Methodology. The analysis of experimental data characterizing the input material flw was performed using the methods of the canonical Fourier representation of a random process. Findings. A method for representing a stochastic material flw as a combination of a deterministic process and a stationary random process with ergodic properties is proposed. Originality. The originality of the obtained results lies in the fact that, for the fist time, a method of analysis based on the decomposition of the input material flw for a conveyor section has been proposed, which, unlike the existing methods of input flw typing for the mining industry, will allow us to independently perform deterministic flw typing and stochastic material flw typing in transport conveyors. The proposed approach makes it possible to highlight special characteristics separately for deterministic and stochastic material flws. This will make it possible to use the obtained regularities to increase the accuracy of the conveyor model and will accordingly increase the quality of the belt speed control systems and the flw of material coming from the input bunker. The obtained results are of particular importance due to the fact that the characteristics of the deterministic material flw are directly related to the technical or technological factors of material extraction. Practical value. The obtained results allow determining statistically stable regularities for the incoming flw, which makes it possible, based on these regularities from the set of available control algorithms, to choose the optimal control algorithm for the parameters of the operating conveyor section. This allows reducing the enterprise’s energy costs of the transportation of material. The proposed method can be successfully applied to build random number generators simulating the sequence of values of the input flw of material. The developed generators can be used both for validating existing belt speed control systems and creating new control systems based on neural networks. This opens perspectives for the design of effctive systems for controlling the flw parameters of transport system, based on the transport conveyor model, which takes into account the stochastic nature of the incoming material flw.

Мета. Розробити метод аналізу потоку матеріалу, що надходить на вхід секції конвеєра, заснований на деком­ позиції вхідного потоку матеріалу на детермінований по­тік матеріалу та стохастичний потік матеріалу. Методика. Аналіз експериментальних даних, що ха­рактеризують вхідний потік матеріалу, виконаний з вико­ристанням методів канонічного Фур’є подання випадко­вого процесу. Результати. Запропонована методика подання сто­хастичного потоку матеріалу у вигляді комбінації детер­мінованого процесу та стаціонарного випадкового про­цесу, що має ергодичні властивості. Наукова новизна. Новизна отриманих результатів по­лягає в тому, що вперше запропоновано метод аналізу, за­снований на декомпозиції вхідного потоку матеріалу для секції конвеєра, який, на відміну від існуючих методів ти­пізації вхідних потоків для гірничодобувної промисловос­ті, дозволить незалежно виконати типізацію детермінова­них потоків і типізацію стохастичних потоків матеріалу у транспортних конвеєрах. Запропонований підхід надає можливість виділити особливі характеристики окремо як для детермінованого, так і для стохастичного потоку мате­ріалу. Це дозволить використовувати отримані закономір­ності для підвищення точності моделі конвеєра, і, відпо­відно, підвищити якість систем управління швидкістю стрічки й потоком матеріалу, що надходить зі вхідного бункера. Особливої важливості отримані результати набу­вають у зв’язку з тим, що характеристики детермінованого потоку матеріалу безпосередньо пов’язані з технічними чи технологічними факторами видобутку матеріалу. Практична значимість. Полягає в тому, що отримані ре­зультати дозволяють визначити статистично стійкі законо­мірності для вхідного потоку, що дає можливість, ґрунтую­чись на даних закономірностях, із безлічі доступних алго­ритмів управління вибрати оптимальний алгоритм управ­ління параметрами секції діючого конвеєра. Це дозволяє знизити енерговитрати підприємства на транспортування матеріалу. Запропонований метод може бути успішно за­стосований для побудови випадкових генераторів чисел, що імітують послідовність значень вхідного потоку матері­алу. Розроблені генератори можуть бути використані як для валідації існуючих систем управління швидкістю стріч­ки, так і для побудови нових систем управління, заснова­них на нейронних мережах. Це відкриває перспективи для проектування ефективних систем керування потоковими параметрами транспортної системи, заснованих на моделі транспортного конвеєра, що враховує стохастичний харак­тер вхідного потоку матеріалу.