磨矿过程序贯模块仿真方法中的迭代收敛算法及软件实现

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磨矿过程是所有选矿厂中最普遍、最通用、也是最重要的环节,其运行品质对于提高选矿厂产品质量和生产率至关重要。该过程具有多变量、强耦合、非线性严重、生产工况变化以及关键工艺参数无法在线测量等特性。因此,对其控制、优化和软测量技术的研究具有非常重要的意义。为了降低现场调试的风险和成本,在实验室建立磨矿分级流程仿真系统具有重要的实用价值。序贯模块法是过程仿真中一种逐模块进行计算求解的方法。基于序贯模块法的磨矿过程仿真具有模型建模框架良好、应用方便灵活、单元模型模块可重用等优点,但是磨矿过程含有循环回路,在运用序贯模块法时,循环回路切割流上的变量需要通过迭代计算求得最终收敛解,本文重点研究了直接迭代法等5种迭代收敛算法并将其在磨矿过程序贯模块仿真中软件实现。本文主要完成了以下工作:(1)将直接迭代法、部分迭代法、韦格斯坦法、布洛伊顿法以及优势特征值法5种迭代收敛算法应用于磨矿分级过程一、二段回路中的序贯模块收敛计算,并在MATLAB中进行了实验和分析,证明循环流变量在迭代收敛算法的作用下趋于收敛。相同情况下,在磨矿过程中对5种迭代收敛算法的收敛精度和速度进行了比较研究。(2)在流程工业国家重点实验室自主研发的一体化对象仿真平台上用C#语言开发了直接迭代法模块、部分迭代法模块、韦格斯坦法模块、布洛伊顿法模块以及优势特征值法模块5种迭代收敛算法模块。(3)搭建整个磨矿过程模型,主要包括单元模型的嵌入、磨矿过程人机界面的开发以及外部通讯接口的定义。在磨矿过程模型中对迭代收敛算法模块进行了实验验证,证明了迭代收敛算法在磨矿过程序贯模块仿真中的正确性和有效性。
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