[发明专利]一种基于鲁棒估计函数的沸腾焙烧炉数据协调方法

说明书

本发明公开了一种基于新型鲁棒估计函数的沸腾焙烧炉数据协调方法，建立沸腾焙烧炉稳态机理平衡模型，包括物料平衡方程和热量平衡方程，构建新型鲁棒估计函数，先根据已测变量的测量值初步估计ZnS占混合锌精矿的百分比α；将此α作为已知参数代入到步骤S4中的分层数据协调模型对已测变量的协调值以及未测变量的估计值进行求解；最后将求解得到的协调值代入到热量平衡方程中计算得到协调后的解决沸腾焙烧炉实时检测数据易受显著误差影响，焙烧炉数据冗余不足，以及精矿化验周期长导致的入料成分变化情况未知的问题。

技术领域

本发明涉及过程控制技术领域，尤其涉及一种基于新型鲁棒估计函数的沸腾焙烧炉数据协调方法。

背景技术

沸腾焙烧炉中的焙烧过程是一个气固反应的过程，将大量空气从炉底送入炉内，使硫化矿物料层在大量空气的搅动下发生十分激烈的强放热反应，氧气与硫化物中的硫化合生成二氧化硫，有价金属转化为氧化物或硫酸盐。

在沸腾焙烧过程中，准确可靠的测量数据是过程控制、操作分析、生产管理等的基础。然而，在实际的焙烧过程中，由于传感器或仪表不准、测量环境变化、设备泄露、测量偏差等因素造成实时监测数据不可避免的受随机误差和显著误差的影响，对测量数据的准确性产生了严重的影响。除此之外，由于测量技术受限、测量环境限制等原因，导致部分重要参数无法测量，以上均会影响后续的建模精度、优化控制以及实际焙烧过程的生产指导等。

为解决上述技术问题，现有技术中也存在通过鲁棒估计方法用于数据协调，但仍存在一些缺陷，比如，目标函数随着显著误差的增大而显著增大，或者即使目标函数有界但界值较大；有些估计器的影响函数即使有界，但不能收敛到零，这些缺陷都会导致显著误差对数据协调结果的准确性有很大的影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种基于新型鲁棒估计函数的沸腾焙烧炉数据协调方法，解决沸腾焙烧炉实时检测数据易受显著误差影响，焙烧炉数据冗余不足，以及精矿化验周期长导致的入料成分变化情况未知的问题。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种基于新型鲁棒估计函数的沸腾焙烧炉数据协调方法，包括：

S1、建立沸腾焙烧炉稳态机理平衡模型，包括物料平衡方程和热量平衡方程，可测变量包括M₁、M₂、V₀、T₀、T₂、T₃；不可测变量包括ρ₁、Q，M₁为进料量一的测量值，M₂为进料量二的测量值，V₀为沸腾焙烧炉进风总管道流量的测量值，T₀、T₂、T₃分别为沸腾焙烧炉进风管温度、沸腾焙烧炉出口烟气温度、沸腾焙烧炉出口焙砂温度的测量值；

S2、构建新型鲁棒估计函数：

其中，为测量标准残差，x_i为第i个可测变量的测量值，为第i个可测变量的协调值，σ_i为第i个可测变量的标准差，c_p为该模型的可调参数；

S3、根据所述可测变量的测量值和所述热量平衡方程，通过估计模型估计ZnS占入料锌精矿的百分比α的初步值；

S4、焙烧过程分层数据协调：在步骤S1的所述物料平衡方程与热量平衡方程以及可测变量边界约束的条件下，以步骤S2构造的所述新型鲁棒估计函数和为最小目标函数，构建物料平衡层数据协调模型和热量平衡层的数据协调模型，将步骤S3的所述α的初步值作为已知量，求解得到可测变量的协调值和不可测变量的估计值；

S5、将所述可测变量的协调值代入所述估计模型，重新估计得到 ZnS占入料锌精矿的百分比α的协调值