[发明专利]一种多速率重介分选信息物理系统

权利要求书

1.一种多速率重介分选信息物理系统，其特征在于，包括数据采集与提升模块、多速率连续在线辨识模块和多速率智能控制模块；

所述数据采集与提升模块用于，通过数据采集装置采集重介质悬浮液密度和给水阀门开度的数据，并根据系统是否成功采集到数据，判断是否发生数据丢失现象，如果系统没有成功采集到数据，则发生数据丢失现象，则根据预测模型，采用上一时刻的数据估计所丢失的数据，对丢失数据进行补偿，如果没有发生数据丢失现象，则将所采集的数据送入卡尔曼滤波器，消除噪声；采用提升技术重构数据，将数据以框架周期堆叠，形成多速率系统下的增广数据；

所述多速率连续在线辨识模块用于，根据重构后的数据，采用多速率连续在线辨识方法辨识系统参数，建立重介分选多速率系统的模型；

所述多速率智能控制模块用于，根据重介分选多速率系统的模型，设计多速率模型预测控制器；设计多速率事件触发机制，使控制器按需更新。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采用提升技术重构数据，将数据以框架周期堆叠，形成多速率系统下的增广数据，具体包括：给水阀门开度的控制周期为T_a＝ah，重介质悬浮液密度的采样周期为T_b＝bh，h为基周期，a代表控制周期与基周期的倍数关系，b代表采样周期与基周期的倍数关系；

定义框架周期T₀为控制周期和采样周期的最小公倍数，通过提升技术分别将b个给水阀门开度的数据和a个重介质悬浮液密度的数据进行堆叠，形成以框架周期为新周期的重构数据，具体公式如下所示：

其中，代表以框架周期为新周期的给水阀门开度重构数据，代表以框架周期为新周期的悬浮液密度重构数据，m为框架周期下的步数，u(mT₀+bT_a)表示第m个框架周期内的第b个给水阀门开度数据，y(mT₀+aT_b)表示第m个框架周期内的第a个重介质悬浮液密度数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多速率连续在线辨识模块具体执行如下步骤：

重介分选多速率系统的模型如下所示：

其中，m为框架周期下的步数，x表示重介分选密度回路的状态，u表示给水阀门的开度，y表示重介质悬浮液的密度；

将重介分选多速率系统的模型改写为：

Z(m)＝＝θ(m)X(m)

其中，为系统输出，为当前时刻多速率系统参数矩阵，为系统输入，A、B、C、D为重介分选多速率系统的模型的参数；

定义性能指标函数J为：

其中θ(m-1)为上一步的多速率系统参数矩阵；α为可调的权值系数；令性能指标函数对θ(m)求导，得到如下多速率连续在线辨识计算式：

θ(m)＝(αθ(m-1)+Z(m)X(m)^T)(X(m)X(m)^T+α)^-1，

其中T表示转置运算；在每一个框架周期，将重构后的数据带入多速率连续在线辨识计算式中，求得多速率连续在线辨识结果重介分选多速率系统的模型的参数为A＝θ₁，B＝θ₂，C＝θ₃，D＝θ₄。