[发明专利]一种球磨机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及球磨机的磨矿控制技术领域，特别是一种球磨机控制方法。

背景技术

磨矿是选矿过程中的一道重要工艺，球磨机是一种重要的磨矿设备。通过球磨机的磨矿实现矿石中矿物分离，为下一步浮选或者磁选做准备。矿物磨得细度不够，就会导致有用矿物分离的不完全，最终影响矿石的品味；矿物如果磨过头，就会产生矿泥，同样会影响有效成分的回收。磨矿浓度的过高或者过低都会影响到下一道工序浮选的效果。目前球磨机的控制方法主要分为两类。一种是人工控制，人工控制受到操作人员的影响很大，磨矿的效果不稳定，容易产生“涨肚”事故。另外一种是根据溢流粒度的偏差通过PID控制方法求出对应的给矿量和给水量，而球磨过程滞后时间长，存在非线性因素，控制变量之间存在耦合，PID控制方法对此类控制系统效果不尽如人意。为了提高球磨机磨矿的质量、提高其效率、降低其能耗，研发一种球磨机的控制方法及装置具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种球磨机控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种球磨机控制方法，其特征在于，求解以下目标函数的最小值对应的最优控制量将的第一部分u(t)作为最优的给矿速度和给水流量，从而控制球磨机的溢流粒度和排矿率：

其中，

u₀(t-1)＝[u(t-1)^T u(t-1)^T … u(t-1)^T]^T,

上述公式中，I是2×2的单位矩阵；u_min，u_max分别表示控制量u(t)的最小值与最大值，u(t)＝[u₁(t) u₂(t)]^T，u₁(t)为t时刻的球磨机的给矿速度，单位为kg/min，u₂(t)为t时刻的球磨机的给水流量，单位为m³/h；y_min，y_max分别表示输出量y(t)的最小值与最大值，y(t)＝[y₁(t) y₂(t)]^T，y₁(t)为t时刻的磨矿的溢流粒度，y₂(t)为t时刻的排矿率，单位为kg/min；Δu_min，Δu_max分别表示控制增量Δu(m)的最小值与最大值，Δu(m)＝u(m)-u(m-1),m＝t,...,t+N_u-1，N_u是控制时域；其中，α_ij，β_ij中的未知元素利用ARX模型和最小二乘法辨识求得，分别为y(t)、u(t)对应的阶次，e(t)是2×1的白噪声，且与y(t)和u(t)都线性无关；Q是期望输出与球磨机磨矿过程ARX模型预测输出偏差权重系数矩阵，R₁是u(t)权重系数矩阵，R₂是Δu(m)权重系数矩阵；为t时刻的期望输出。

Φ,A_i和B_j中的参数辨识方法如下：将需要辨识的参数集合成一向量并将t-1时刻的输入输出数据整合成向量定义则根据最小二乘法，向量δ的估计值为将δ的估计值作为球磨机磨矿过程ARX模型的最佳参数，即得到Φ,A_i和B_j参数。

n_u，n_y的求解方法为：先选择多组n_u，n_y，根据设定函数AIC＝Nlogσ²+2d，其中σ²为噪声方差，N是采集的溢流粒度、排矿率、给矿速度、给矿流量辨识数据的组数，N>>max(n_y,n_u)，d＝4*n_u+4*n_y+2；求得不同n_u，n_y组合下的AIC值，当AIC最小时对应的n_u，n_y，为最佳的n_u，n_y