[发明专利]一种选矿过程工艺指标优化决策系统及方法

摘要

一种选矿过程工艺指标优化决策系统及方法，该系统包括指标获取单元、工艺指标优化决策单元、优化设定单元。选矿过程工艺指标优化决策的方法，获取设定的综合生产指标期望值，采集当前选矿过程工况条件，设定选矿过程工艺指标的边界条件，建立描述选矿过程工艺指标、选矿过程工况条件和综合生产指标之间函数关系的选矿过程工艺指标决策多目标优化模型，运用基于正交试验设计、存档机制、自适应ε占优技术的改进差分进化方法对选矿过程工艺指标决策多目标优化模型进行求解，将工艺指标的边界条件作为该模型的约束条件，求得使综合精矿产量和综合精矿品位最大化的选矿过程工艺指标可行解。

主权项

一种选矿过程工艺指标优化决策的方法，采用选矿过程工艺指标优化决策系统，包括指标获取单元、工艺指标优化决策单元、优化设定单元；所述的指标获取单元用于获取选矿过程中设定的选矿过程综合生产指标期望值、当前选矿过程工况条件、设定的选矿过程工艺指标的边界条件；选矿过程综合生产指标期望值包括综合精矿产量期望值和综合精矿品位期望值；选矿过程工况条件包括：弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机台时处理量、弱磁球磨机台时处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球磨机运时；选矿过程工艺指标包括：一次溢流回收率、弱磁精矿品位、弱磁尾矿品位、强磁精矿品位、强磁尾矿品位、强磁磨矿粒度和弱磁磨矿粒度；所述的工艺指标优化决策单元用于建立描述选矿过程工艺指标、选矿过程工况条件和综合生产指标之间函数关系的选矿过程工艺指标决策多目标优化模型，将选矿过程工艺指标的边界条件作为该模型的约束条件，将选矿过程工艺指标作为该模型的输入，综合生产指标的综合精矿产量和综合精矿品位作为该模型的输出；运用基于正交试验设计、存档机制、自适应ε占优技术的改进差分进化方法对选矿过程工艺指标决策多目标优化模型进行求解，将选矿过程工艺指标的边界条件作为该模型的约束条件，求得使综合精矿产量和综合精矿品位最大化的选矿过程工艺指标可行解；所述的优化设定单元用于将选矿过程工艺指标可行解作为选矿过程控制系统的设定参数，调整选矿过程各工序的工艺指标；其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取选矿过程中设定的综合生产指标期望值，包括：综合精矿产量期望值和综合精矿品位期望值；步骤2：从选矿现场中采集当前选矿过程工况条件，包括：弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机台时处理量、弱磁球磨机台时处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球磨机运时；步骤3：设定选矿过程工艺指标的边界条件，包括：一次溢流回收率的范围、弱磁精矿品位的范围、弱磁尾矿品位的范围、强磁精矿品位的范围、强磁尾矿品位的范围、强磁磨矿粒度的范围和弱磁磨矿粒度的范围；步骤4：建立描述选矿过程工艺指标、选矿过程工况条件和综合生产指标之间函数关系的选矿过程工艺指标决策多目标优化模型，将工艺指标的边界条件作为该模型的约束条件，将选矿过程工艺指标作为该模型的输入，综合生产指标的综合精矿产量和综合精矿品位作为该模型的输出；步骤5：运用基于正交试验设计、存档机制、自适应ε占优技术的改进差分进化方法对选矿过程工艺指标决策多目标优化模型进行求解，将工艺指标的边界条件作为该模型的约束条件，求得使综合精矿产量和综合精矿品位最大化的选矿过程工艺指标可行解；步骤5.1：将选矿过程工艺指标作为种群个体，将选矿过程工艺指标可行解的最大个体数作为进化种群大小，初始化进化种群大小NP和最大进化代数；步骤5.2：利用选矿过程工艺指标的边界条件运用正交试验技术建立正交种群，将该正交种群作为初始进化种群；步骤5.3：利用存档机制建立存档种群，将正交种群中的个体输入选矿过程工艺指标决策多目标优化模型中，求出各个体的目标函数值，即综合精矿产量和综合精矿品位，利用Pareto排序将正交种群中的非劣个体放入存档种群，将该存档种群作为初始存档种群；步骤5.4：利用差分变异方法从当前进化种群和当前存档种群中选取选矿过程工艺指标可行解；步骤5.4.1：从初始进化种群中随机选取一个个体作为基向量；步骤5.4.2：利用基向量对进化种群的父个体进行差分变异，产生子个体；步骤5.4.3：对进化种群个体进行更新：将步骤5.4.2产生的子个体输入选矿过程工艺指标决策多目标优化模型中，求出其目标函数值，即到综合精矿产量和综合精矿品位，利用Pareto占优方法对子个体与父个体进行逐一比较，若子个体Pareto占优其父个体，则用该子个体替换其父个体；若父个体Pareto占优其子个体，则舍弃该子个体；若父个体与子个体互不占优，则将子个体加入子种群；步骤5.4.4：对存档种群进行更新：将进化种群中个体输入选矿过程工艺指标决策多目标优化模型中，求出其目标函数值，即到综合精矿产量和综合精矿品位，对进化种群中个体进行Pareto排序，将进化种群中的非劣个体存入存档种群；步骤5.4.5将存入存档种群中的进化种群的非劣个体与当前存档种群中的所有个体进行自适应ε占优比较，若存入存档种群中的进化种群的非劣个体自适应ε占优当前存档种群中的某个个体，或者存入存档种群中的进化种群的非劣个体与当前存档种群中的某个个体互不占优，则将该存入存档种群中的进化种群的非劣个体替换当前存档种群中的个体，否则，删除该存入存档种群中的进化种群的非劣个体；步骤5.4.6：对进化种群进行更新：把子种群和当前进化种群合并，将合并后的种群中个体输入选矿过程工艺指标决策多目标优化模型中，求出其目标函数值，即综合精矿产量和综合精矿品位，采用Pareto排序方法对合并后的种群进行排序，选择出NP个Pareto占优的个体作为下一代进化种群，并对进化代数进行累计；步骤5.4.7：判断当前进化代数是否达到最大进化代数，若当前进化代数达到最大进化代数，则执行步骤5.4.9，否则，执行步骤5.4.8；步骤5.4.8：设选择控制参数λ，且0＜λ＜1，判断当前进化代数是否小于最大进化代数的λ倍，若当前进化代数小于最大进化代数的λ倍，则从进化种群中随机选择一个个体作为基向量，返回步骤5.4.2，否则，从存档种群中随机选取一个个体作为基向量，返回步骤5.4.2；步骤5.4.9：将进化种群和存档种群进行合并，将合并的种群中个体输入选矿过程工艺指标决策多目标优化模型中，求出其目标函数值，即综合精矿产量和综合精矿品位，对合并后的种群进行Pareto排序，将合并后的种群中的非劣个体作为选矿过程工艺指标可行解；步骤6：在选矿过程中，将选矿过程工艺指标可行解作为选矿过程控制系统的设定参数，调整选矿过程各工序的工艺指标。