[发明专利]一种重介质选煤用密度和液位控制装置及协调控制方法

权利要求书

1.一种重介质选煤用密度和液位协调控制方法，其特征在于，包括控制单元和执行单元，所述执行单元包括用于调节重介质悬浮液密度的合介桶(7)、用于混合原煤和重介质悬浮液的混料桶(9)、用于分离精煤和矸石的重介旋流器(1)和用于回收重介质悬浮液的稀介桶(11)，所述合介桶(7)接有加介磁选机(5)和稀介磁选机(4)，所述加介磁选机(5)和合介桶(7)之间接有加介阀(28)，加介磁选机(5)接有加介泵(6)，所述稀介磁选机(4)接有与稀介桶(11)相接的稀介泵(12)，所述混料桶(9)与重介旋流器(1)之间设置有混料泵(10)，所述重介旋流器(1)的溢流口设置有精煤脱介筛(2)，所述精煤脱介筛(2)接有流向合介桶(7)的第一管路(19)和流向稀介桶(11)的第二管路(20)，所述重介旋流器(1)的底流口设置有矸石脱介筛(3)，所述矸石脱介筛(3)接有流向合介桶(7)的第三管路(21)和流向稀介桶(11)的第四管路(22)，所述精煤脱介筛(2)上方设置有第一高压喷头(17)，所述矸石脱介筛(3)上方设置有第二高压喷头(18)，所述第一高压喷头(17)和第二高压喷头(18)均与循环水泵(13)相接，所述循环水泵(13)接有第一水管(23)，所述第一水管(23)的出水口位于合介桶(7)和合介泵(8)之间，所述第一水管(23)上设置有清水阀(16)，所述合介桶(7)接有合介泵(8)，所述合介泵(8)的出口分三路，一路与混料桶(9)相接，另一路经第一调节阀(15)与稀介桶(11)相接，第三路经第二调节阀(14)与矸石脱介筛(3)相接，

所述控制单元包括微控制器(24)，所述微控制器(24)的输入端接有参数输入模块(27)、用于检测合介桶(7)内悬浮液液位的液位仪(25)和用于检测混料桶(9)内悬浮液密度的密度仪(26)，所述清水阀(16)和加介阀(28)的输入端分别与微控制器(24)相接，

该方法包括以下步骤：

步骤一、微控制器(24)根据公式计算y_k+i|k,y_k+i|k表示第k时刻到第k+i时刻合介桶(7)内的悬浮液液位预测值和混料桶(9)内的悬浮液密度预测值，x_k+i/k表示第k时刻到第k+i时刻合介桶(7)内的悬浮液液位状态量和混料桶(9)内的悬浮液密度状态量，u_k+i/k表示第k时刻到第k+i时刻加介阀(28)的开度和清水阀(16)的开度，表示第k时刻合介桶(7)内的悬浮液液位状态估计值和混料桶(9)内的悬浮液密度状态估计值，x_k/k表示第k时刻合介桶(7)内的悬浮液液位测量值和混料桶(9)内的悬浮液密度测量值，A、B、C和D表示状态空间矩阵；

步骤二：微控制器(24)根据目标函数计算u_k+i/k，P表示预测时域，N表示控制时域，P和N均为正整数，1≤i≤P，0≤j≤N-1，其中，Δu_j＝u_k+j+1/k-u_k+j/k，Δu_j表示加介阀(28)的开度变化和清水阀(16)的开度变化，Q表示合介泵的出料量；

步骤三、以当前状态为起始量计算下一时刻的预测值：令k＝k+1,根据公式更新第k+1时刻的预测值y_k+i/k，其中，H表示Kalman滤波协方差矩阵，W表示量测噪声方差矩阵，I表示单位矩阵；

步骤四、计算预测值与设定值的差值：微控制器(24)计算差值d＝||y_k+i/k-y_s||，若d＞ε,则返回步骤二，若d≤ε,完成预测校正，其中ε表示允许误差。