强磁选过程运行的混合智能优化控制软件设计与开发

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我国赤铁矿资源丰富,却品位较低,且选别难度大,强磁选是普遍采用的对赤铁矿进行选别的方法之一。强磁选过程主要任务是将经磨矿工序磨好的粒度合格的矿浆通过磁选机选别为品位合格的精矿矿浆和尾矿矿浆。强磁选过程的精矿品位、尾矿品位难以在线检测,它们与冲矿漂洗水、励磁电流、给矿浓度之间存在强耦合、强非线性等特性,难以用精确的数学模型描述,而且随给矿品位、给矿粒度、矿石可选性、给矿量等的波动而变化。强磁选过程的精矿品位、尾矿品位是衡量产品质量和金属回收率的重要指标,将精矿品位和尾矿品位控制在目标值范围内具有重要意义。在此背景下,并依托东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室承担的国家重点基础研究发展973计划项目“基于具有安全性、协同性、易用性的一体化控制软件的若干技术”,本文在深入研究强磁选过程优化控制算法及软件的基础上,设计并开发了强磁选过程优化控制软件。本文主要完成了如下工作:(1)提出引入预报模块的混合智能优化控制方法,该混合智能优化控制方法的设定层由粗选漂洗水流量、一扫漂洗水流量、二扫漂洗水流量、粗选励磁电流、扫选励磁电流和扫选给矿浓度的预设定模型、品位预报模型、前馈补偿器和反馈补偿器构成。通过预设定-品位预报-补偿校正-控制回路的闭环控制结构实现对强磁选过程的优化控制,从而保证精矿品位和尾矿品位控制在目标值范围内。(2)设计了强磁选过程混合智能控制软件的总体结构及功能,主要包括该软件的结构设计、功能设计、算法模块设计、界面设计和数据通讯设计。强磁选过程混合智能控制软件的结构由表现层、逻辑层和数据层组成。功能模块主要包括通讯模块、工况识别模块、控制模块、组态模块和离线设计模块等。(3)开发了强磁选过程运行优化控制软件。用MATLAB编写了优化设定模块、品位预报模块、反馈模块和前馈模块的算法,并将算法封装,其输入输出变量嵌入运行优化控制软件。软件不仅将模块组态化,还能够显示强磁选过程的实时数据、趋势图、数据库等多种信息,且具有左右键功能等简单易操作性。即为以选矿为背景的科研工作者提供了有效的运行控制软件。
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