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机电自动化在工程机械制造中的应用
Application of Electromechanical Automation in Engineering Machinery Manufacturing

n
C (x,y )= ∑ min( , ) /xi yi S
i= 1
公式中，C（x，y）表示为矿山机械自动化设备的金属零件诊断过程中运行
状态条件参量；（xi，yi）表示为金属零件结构的基本参数；S 表示为金属零件
运行出现故障状态时的变化系数。通过模糊聚类算法得到的计算结果，将金属零

件安全状态等级模糊划分后，还应当通过逐步聚类的方法再次将金属零件的运行
参数划分为中、良和优三种运行状态，完成对金属零件的故障分类，再根据分类
结果选择对应的维护方法解决电梯故障问题。
2. 预判金属零件安全使用时间

完成对金属零件故障诊断后，为了确保故障不会威胁到矿山机械自动化设备
的使用寿命，本书采用 Back Propagation 算法预判金属零件安全使用时间，针对
不同拓扑结构分别对其预判能力进行训练。根据矿山机械自动化设备正常运行时
金属零件的参数变化，给出确定的权值和阈值，从而得到更加准确的预判结果，

新的阈值即为安全使用时间。由于本书选择的监测诊断数据均为时序数据，因此
在对矿山机械自动化设备的金属零件进行故障诊断时可将金属零件任意时间段内
连续的样本监测数值作为输入节点，将第一次监测数值作为输出值，并进行对安
全使用时间的预判。根据本书上述得出的三种聚类结果，计算聚类结果到聚类中

心的实际距离，可划分全新的预测金属零件运行样本的运行状态的等级。当金属
零件长期处于故障且无人员维修时，随着运行时间的变化，金属零件的运行状态
可增加为优、良、中、差，四种诊断结果，最终进入金属零件运行危险期。当实

际诊断时，金属零件运行显示为“差”可直接报废，此处主要针对金属零件运行
显示为“中”，则金属零件此时进入维护阶段，此时的时间间隔即为金属零件监
测点到维护的时间范围。
3. 补偿矿山机械自动化设备运行金属零件功率因数
在预判金属零件安全使用时间的基础上，不仅要平衡矿山机械自动化设备运

行供电电容器电压，同时还要补偿矿山机械自动化设备运行金属零件功率因数。
提高矿山机械自动化设备运行金属零件功率因数是提高金属零件使用寿命的核心
内容。本书运用静态无功补偿装置，通过投、切电容组的方式，使矿山机械自动

化设备运行金属零件功率因数得到相应的补偿。设应用静态无功补偿装置投、切
电容组的计算表达式为 K，则有如下公式：

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