(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111385660.2 (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 武钢资源集团程潮矿业有限公司 地址 436050 湖北省鄂州市鄂城区泽林镇 程潮街特1号 程潮铁矿 (72)发明人 王洋溢　王西兵　但斌斌　杜涛　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 赵龙骧 (51)Int.Cl. G06Q 50/02(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于主成分分析和权重优化的矿用摩擦衬 垫选型方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于主成分分析和权重 优化的矿用摩擦衬垫选型方法， 包括以下步骤： 查找需要选取衬垫的矿井相应的矿井参数； 根据 该矿井的矿井参数和矿井力学特性计算公式计 算出该矿井的力学特性； 根据计算得到的该矿井 的力学特性和衬垫综合性能值与矿井力学特性 的函数关系式， 计算得到该矿井的力学特性对应 的衬垫性能综合值； 选取计算得到的衬垫性能综 合值对应的衬垫型号作为该矿井的衬垫。 本发明 以提高衬垫的评价效率， 同时方便选取适应不同 矿井参数的衬 垫。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114331748 A 2022.04.12 CN 114331748 A 1.一种基于主成分分析和权重优化的矿用摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： S1， 查找需要选取衬垫的矿井相应的矿井参数； S2， 根据该矿井的矿井参数和矿井力学 特性计算公式计算出 该矿井的力学 特性； S3， 根据计算得到的该矿井的力学特性和衬垫综合性能值与矿井力学特性的函数关系 式， 计算得到该矿井的力学 特性对应的衬垫性能综合 值； S4， 选取计算得到的衬垫性能综合 值对应的衬垫型号作为该矿井的衬垫 。 2.根据权利要求1所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 步骤S2中， 矿井力学 特性计算公式如下： 式中， RMi为矿井的力 学特性， i＝1,2,3 …； Vsh矿井潮湿度， ％； Ai为方程系数； Bi为温升 速率系数； αi, βi,γi为钢丝绳弹性系数、 矿井硫 元素含量系数、 矿井深度系数； μ为钢丝绳摩 擦系数； E为钢丝绳含油量； i表示不同矿井所属区域的编号， 对于不同矿井所在的地区， 各 系数值取值 不同； 各系数值取值 通过步骤S1 获取。 3.根据权利要求2所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 衬垫综合 性能值与矿井力学 特性的函数关系式的获取 方法包括以下步骤： a， 获取若干个已经应用于不同区域的矿井 中的衬垫的使用参数数据， 并基于各个衬垫 的使用参数 数据生成特性指标 数据； b， 基于各个衬垫的特性数据计算得到各个衬垫的综合评价值； 并将各个衬垫的型号与 其综合评价 值进行关联； c， 基于各个 衬垫所处矿井的矿井参数计算对应矿井的力学 特性； d， 将各个衬垫的综合性能值作为Y坐标， 各个衬垫所处矿井的力学特性作为X坐标， 确 定拟合曲线并求 其参数值， 计算得到衬垫综合 性能值与矿井力学 特性的函数关系式。 4.根据权利要求3所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 将步骤c中获得的若干个不同类型衬垫的综合性能值及其对应的所处矿井的 力学特性分为训练集和测试集； 通过训练集拟合衬垫综合性能值与矿井力学特性的函数关 系式， 用测试集对各个衬垫的综合性能值与各个衬垫所处矿井的力学特性值进行测试， 调 整衬垫综合 性能值与矿井力学 特性的函数关系式的参数。 5.根据权利要求4所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 利用均方二乘拟合衬垫综合性能值Y与矿井力学特性X的关系， 具体为： 假设衬 垫综合性能值Y是矿井力学特性X的函数， 即Y＝F(X),令F(X)＝A1R1(X)+A2R2(X)+...+AmRm (X) 式中， F(X)是衬垫 综合性能值， Rj(X)是选定的一 组线性无关的函数， Aj是待定系数； j＝ 1,2,┅,m,m<n； n 为衬垫型号个数， m为线性无关组中元 素个数， 记 xi为矿井力学特性， f(xi)为函数拟合值， yi为实际值， J(A1,A2,┅,Am)函数表示Aj的累计和； 记权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114331748 A 2A＝[A1,A2,┅,Am]T,Y＝[Y1,Y2,┅,Yn]T (r1(x1)…rm(x1))是样本1的特 征维度， rj(x1)是特征对应的值， R是 特征值矩阵； 通过对函数J(A1,A2,┅,Am)求极小值， 得到A＝(RTR)‑1RTY,因此得到衬垫综合性能值Y与 矿井力学 特性X的函数关系式。 6.根据权利要求3所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 在矿井大数据平台上获取若干个衬垫的使用参数， 包括摩擦系数、 邵氏硬度、 衬垫磨损率、 衬垫弹性、 衬垫成本、 衬垫表面 允许压强、 温度和提升速度； 其中， 摩 擦系数、 邵 氏硬度、 衬垫磨损率、 衬垫弹性、 衬垫成本、 衬垫表面允许压强反映的是衬垫的使用效果和 经济效益， 衬垫成本、 衬垫表面允许压强、 温度和提升速度反映的是衬垫的使用条件； 将衬 垫的使用效果， 经济效益， 使用条件作为评价衬垫效益的全部特性指标。 7.根据权利要求3所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 获取应用于n个区域不同类型衬垫的p个特性指标数据， 生成原始数据矩阵Mij； i＝1,2,…,n； j＝1,2,...,p， 并进行无量纲化； 计算各个特性指标的相关系数矩阵； 求相关 系数矩阵中各个特性指标的特征值和特征向量； 基于各个特性指标的特征值和特征向量计 算各个特性指标的贡献率， 通过各个特性指标的贡献率计算各个特性指标的累计贡献率； 选取满足累计贡献率的特性指标作为主成分指标， 得到 m个主成分指标； 对主成分指标反映 的指标含义作出合理的解释， 作出定性分析并计算主成分指标的权重Wj； 计算衬垫主成分 指标得分矩阵Yij； i＝1,2, …,n； j＝1,2, …,m， Yij表示第i个区域单元的第j个指标的单项 评价值； 采用下式计算得到衬垫综合 性能值： i＝1,2,…,n； j＝1,2, …,p。 8.根据权利要求3所述的一种基于主成分分析和权重优化的矿用 摩擦衬垫选型方法， 其特征在于： 计算主成分指标的权重具体包括以下步骤： 把各个主成分指标 的累积贡献率 设定为1， 并反推 计算得到各个主成分指标的新的贡献率， 作为各个主成分指标的权 重值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114331748 A 3