Понятие технологической адаптации

Адаптивные математические модели управления технологическими процессами и системами шахт

Количественной мерой оценки степени работоспособности и приспособляемости технологической системы к случайным возмущениям среды является критерий адаптации. Физическая природа этого критерия может быть выяснена из следующих соображений.

Реальные технологические системы угольных шахт не обладают абсолютной надежностью. В результате ведения горных работ элементы технологической системы подвергаются геомеханическому воздействию со стороны горного массива.

Это сопровождается возможностями частичной или полной утраты функциональных свойств системы - ее отказами.

Отказы в технологических системах делятся на параметрические и катастрофические. Параметрические отказы связаны с постепенным накоплением отклонений в системе, (например, повышение концентрации метана, исчерпание запаса податливости крепи и др.). Катастрофические отказы вызваны практически мгновенным достижением предельных состояний параметров (например, потеря равновесия и хрупкое разрушение краевой части пласта при развязывании горного удара). Вместе с тем оба вида отказов вызваны случайным влиянием природных и технологических факторов.

Как правило, параметрические отказы приводят лишь к временной частичной потере работоспособности технологической системы за счет ее восстанавливаемости и резервной избыточности элементов. В свою очередь, катастрофические отказы приводят к длительной, нередко полной утрате работоспособности системы.

Таким образом, критерий технической адаптации имеет вероятностную природу и отражает интегральные свойства технологической системы в отношении степени подверженности ее вредным проявлениям физических и геомеханических процессов.

При проектировании и управлении технической системы с учетом геомеханической ситуации возникает необходимость выбора решений, обеспечивающих наибольшую адаптивность элементов технологии к случайным состояниям среды. С этой точки зрения, значительный интерес представляют методы вычисления критерия адаптации. Для этих целей используется теория вероятностей и теория надежности. (Возможно также построение и более сложных критериев, например, вероятностно-экономических).

Пусть, например, параметр, определяющий состояние комплекса "Технологическая система - Среда" распределяется по одномерному нормальному закону с плотностью вероятностей

(6.11)

где у, d - параметры распределения.

Область регламентированных состояний системы ограничивается сверху детерминированной Функцией u (t). Тогда величина критерия адаптации будет рассчитываться по формуле

(6.12)

Рассмотренный пример показывает, что по своей природе критерий адаптации близок к понятию надежности технологической системы. Поскольку в структуре критерия технической адаптации отражены физические величины геомеханических процессов, этот критерий является объективной характеристикой качества взаимодействия элементов системы в сложных природных условиях. Следует отметить, что с усложнением математических моделей взаимодействия элементов комплекса "Технологическая система - Среда" структура и алгоритмы вычисления критерия адаптации также будет усложняться.

Дата добавления: 2014-12-25