[发明专利]一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法

权利要求书

1.一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，其特征在于，包括：

根据浮选工况设置流速设定值；

对泡沫流速进行检测得到流速检测值，并计算流速变化趋势；

判断当前工况是否正常，若当前工况不正常，则不进行流速控制，若当前工况正常，则进行流速控制：若浮选泡沫不稳定，即持续1～3min频繁破裂且不能成块溢出，泡沫图像灰度值为180～255，含矿量为0～15％，则减少流速设定值1～5mm/s；若浮选泡沫稳定，泡沫图像灰度值为0～120，含矿量为45％～100％，则增加流速设定值1～5mm/s，并且保证流速设定值处于[10mm/s～35mm/s]；

流速控制包括：以流速设定值调整模糊控制器的参数，流速检测值和流速变化趋势作为模糊控制器的输入，通过模糊控制方法计算气压设定值和泡沫层厚度设定值，根据计算结果调整气压和泡沫层厚度，从而控制泡沫流速。

2.根据权利要求1所述的基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，其特征在于，所述对泡沫流速进行检测，具体包括以下步骤：

(1)根据泡沫浮选现场采集到的连续帧RGB泡沫图像数据，构成原始泡沫图像集G1；

(2)采用图像处理技术对浮选泡沫流速进行检测，得到当前泡沫图像所反映的流速值V。

3.根据权利要求1所述的基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，其特征在于，所述计算流速变化趋势，具体是由当前流速V在固定时间内变化幅度计算得出。

4.根据权利要求1所述的基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，其特征在于，所述判断当前工况是否正常，具体是指若V处于适当范围[V_max～V_min]，则当前流速处于正常工况状态。

5.根据权利要求1所述的基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，其特征在于，所述以流速设定值调整模糊控制器的参数，具体包括以下步骤：

(1)选取“流速慢SV”,“流速正常NV”、“流速快FV”描述当前流速V；

(2)选取“减速DV”、“平稳ZV”、“流速快UV”描述流速变化趋势EV；

(3)通过将模糊控制器的参数自适应流速设定值的方式，增强控制系统的鲁棒性；在每次进入模糊控制器之前根据流速设定值对模糊控制器参数进行校正：

根据流速设定值V_set调整流速V和流速变化趋势EV的论域,V∈[0,2V_set],EV∈[-V_set,V_set]；

通过流速设定值V_set调整模糊控制器隶属度函数参数；

f(V,k_cV_set,k_σV_set)

式中，f表示高斯隶属度函数，k_cV_set表示中心值比例参数，k_σV_set表示标准方差比例参数。

6.根据权利要求1所述的基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，其特征在于，所述通过模糊控制方法计算气压设定值和泡沫层厚度设定值，具体包括以下步骤：

(1)选取“大量减少气压BDA”,“少量减少气压SDA”、“气压不改变ZA”、“少量增加气压SIA”,“大量增加气压BIA”描述输出的气压增量值UA；

(2)选取“大量减少泡沫层厚度BDT”,“少量减少泡沫层厚度SDT”、“泡沫层厚度不改变ZT”、“少量增加泡沫层厚度SIT”,“大量增加泡沫层厚度BIT”描述输出的泡沫层厚度增量值UT；

(3)设计气压增量值模糊控制规则；

(4)根据模糊控制规则，用乘积法计算输出变量各个语义的隶属度，取最大值作为该语义隶属度的计算结果；

(5)用重心法进行反模糊化，计算输出变量气压增量值UA和泡沫层厚度增量值UT；

(6)计算气压设定值和泡沫层厚度设定值并进行限幅；

式中，SA_k、SA_k-1分别表示k、k-1时刻气压的设定值；UA_k表示k时刻计算的气压增量值；SA_min、SA_max为气压限幅最大值、最小值；ST_k、ST_k-1分别表示k、k-1时刻泡沫层厚度的设定值；UT_k表示k时刻计算的泡沫层厚度增量值；ST_min、ST_max为泡沫层厚度限幅最大值、最小值；

(7)将计算结果SA_k作为当前气压PID控制器设定值，ST_k作为当前泡沫层厚度PID控制器设定值。