[发明专利]一种球磨机控制方法

摘要

本发明公开了一种球磨机控制方法，采集球磨机在过去运行的数据包括实际的给矿速度，实际的给水流量，实际的磨矿的溢流粒度和排矿率，将采集的这些数据通过PLC最终通过工业网络传输给工业控制计算机，在工业控制计算机中完成控制计算，计算出最佳给矿速度和给水流量，工业控制计算机通过通网络将这些值发送给PLC，PLC控制实际的给矿速度、给水流量与给定的给矿速度、给水流量保持一致。本发明能够实现球磨机的自动控制，避免人工控制产生的不确定因素导致的磨矿效果的不确定；本发明采用的预测控制能够同时控制给矿速度和给水流量，避免了通过溢流粒度偏差分别进行PID控制控制给矿速率和给水流量存在的相互干扰的情况。

主权项

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：minu^(t)J~=12u^(t)T[GTQG+R1+E-TR2E-1]u^(t)+[y0(t)TG-y^r(t)TG-u0(t-1)TE-TR2E-1]u^(t)G-Gu^(t)≤ymax-y0(t)-ymin+y0(t)umin≤u^(t)≤umaxu0(t-1)+EΔumin≤u^(t)≤u0(t-1)+EΔumax]]>其中，u0(t‑1)＝[u(t‑1)T u(t‑1)T … u(t‑1)T]T,上述公式中，Δu(i)＝u(i)‑u(i‑1),i＝t,...,t+Nu‑1；I是2×2的单位矩阵；umin，umax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；ymin，ymax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；Δumin，Δumax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+Nu‑1，Nu是控制时域；其中，αij，βij中的未知元素利用ARX模型和最小二乘法辨识求得，ny,nu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；Ny是预测时域；nk＝max(ny,nu)；Φ,Ai和Bj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k＝max(nu,ny)+1，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,Ai和Bj参数，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。