[发明专利]一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法

说明书

本发明涉及泡沫浮选自动化领域，公开了一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法。首先采用图像处理方法检测出浮选泡沫流速，结合流速设定值，采用模糊控制方法分别计算出浮选过程充气气压和泡沫层厚度的设定值，发送给PID控制器。为了增强模糊控制器的自适应能力，满足在各种流速设定值下的控制要求，提出一种根据流速设定值自适应参数的多输入多输出模糊控制方法，从而更好的实现泡沫流速跟踪设定值。本发明克服了人工调节气压和泡沫层厚度的主观不确定性，实现了泡沫实际流速跟踪流速设定值的目的，以为后续品位和回收率调控提供条件，提高了浮选过程的经济和技术指标。

技术领域

本发明涉及泡沫浮选自动化领域，尤其涉及一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法。

背景技术

矿产资源在国民经济发展过程中占有举足轻重的地位，我国有95％以上的能源和85％的工业原料取自于矿产资源。自然界的绝大多数的矿产资源需要经过选矿分离后才能利用。由于矿产资源是不可再生的自然资源，随着高品位矿物资源的日益消耗，为了充分利用有限的矿产资源，也为了保护人类赖以生存的生态环境，人们越来越重视矿物的分选水平。

泡沫浮选是目前唯一仍在使用的浮选方法，也是矿物加工工艺中最重要、使用最广泛的选矿方法。目前面临的主要问题就是泡沫浮选过程工艺流程长，过程复杂，受干扰因素多等，使得浮选的智能优化控制难以实现。而浮选过程的状态信息不能准确获取也是制约浮选过程自动化发展的重要因素。所以一直以来，工作人员通常使用肉眼观察浮选泡沫的颜色、大小、纹理、流速，再根据经验判断当前浮选工况，调节执行器，从而控制浮选过程。而根据人工经验判断浮选状态，控制浮选过程的方式具有主观性强、不便于统计存档、不准确、不可靠等问题，容易降低浮选过程的精度和效率，已经无法满足当下工业生产的需求。在过去的几十年里，计算机视觉、智能控制等方法快速发展。如今，将这些新兴技术应用于浮选过程监测和控制是建设智能选厂的基石，对提高浮选过程的经济和技术指标、减轻工人劳动强度都有着十分重要的意义。

浮选速率常数与气泡表面积流量呈现强依赖关系，因而泡沫流速可以作为浮选速率、泡沫带矿程度等的指示量，这些参数与浮选性能有较明确的对应关系。在实际的浮选生产中，浮选泡沫流速特征还与矿浆pH和矿物含量、加药量等工况参数相关，而且浮选泡沫流速的不同极大的影响泡沫层中矿物粒子与浮选泡沫碰撞结合的时间，对浮选的产量、精矿品位影响极大。所以，控制浮选泡沫流速在浮选过程控制中起到举足轻重的作用。模糊算法用在时滞系统中其实是非常适用的，因为时滞系统的难以定量化和不确定性决定了它需要用不确定处理手段。然而由于浮选过程复杂多变，控制指标也往往发生变化，所以对模糊控制器进行校准是必要的。鉴于此，本发明通过流速设定值调整模糊控制器参数，增强模糊控制器的自适应能力，计算浮选过程充气气压和泡沫层厚度的增量值，从而实现泡沫流速控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，本发明首先采用图像处理方法检测出浮选泡沫流速，结合流速设定值，采用模糊控制方法分别计算出浮选过程充气气压和泡沫层厚度的设定值，发送给PID控制器。为了增强模糊控制器的自适应能力，满足在各种流速设定值下的控制要求，提出一种根据流速设定值自适应参数的多输入多输出模糊控制方法，从而更好的实现泡沫流速跟踪设定值。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于泡沫流速的浮选过程模糊控制方法，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；

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。

优选地，所述根据浮选工况设置流速设定值，具体包括：