马恩杰 _赤铁矿选矿厂综合生产指标分解的优化方法研究

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1、NORTHEASTERNUNIVERSITY博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目赤铁矿选矿厂综合生产指标分解的优化方法研究作者学院信息科学与工程学院专业控制理论与控制工程指导教师备注二零零七年八月十四日分类号密级UDC学位论文赤铁矿选矿厂综合生产指标分解的优化方法研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：2007年月日论文答辩日期：2007年月日学位授予日期：2007年月日答辩委员会主席：评阅人：东北大学2007年8月ADissertationinControlTheoryand

2、ControlEngineeringResearchonOptimizingApproachforDecomposingGlobalProductionIndicesinHematiteoreDressingProcessbySupervisor:NortheasternUniversityAugust2007独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

3、表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。（如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：i东北大学博士学位论文摘要赤铁矿选矿厂综合生产指标分解的优化方法研究摘要赤铁矿选矿通过原料处理、竖炉焙烧、磨矿、磁选、精矿以及尾矿处理工序将赤铁矿矿石中的有用元素与脉石及有害元

4、素进行分离，得到铁精矿作为原料供给钢铁工业。综合生产指标是反映企业产品产量、质量、成本以及消耗的指标，赤铁矿选矿厂的综合生产指标包括月的精矿产量、精矿品位、全选比以及原矿消耗量。选矿厂的计划调度主要任务：一是根据综合生产指标的目标值产生生产计划及作业计划，最终形成生产指令用来启停选矿生产设备，调配水电气及原料等资源；二是将综合生产指标层层分解到日综合生产指标：各工序（原料处理、竖炉焙烧、磨矿、磁选、精矿以及尾矿处理）作业班的生产量、精矿品位、精矿产量及全选比。工艺技术部门将日综合生产指标转化各工序的工艺指标，如磨矿工序的磨矿粒度、竖炉焙烧工序的一次溢流回收率，然

5、后转化为选矿过程控制系统设定值，控制系统使输出跟踪设定值，从而将综合生产指标控制在目标值范围内。因此，将综合生产指标分解为日综合生产指标的正确与否对能否将选矿厂综合生产指标控制在目标值范围内具有重要意义。选矿厂综合生产指标分解过程具有多层次、多目标、多约束、时变、非线性等特性。多层次表现在需要将月原矿消耗量层层分解到各工序作业班的生产量，将月的精矿品位、精矿产量、全选比层层分解到日；多目标表现在分解过程须按精矿品位、精矿产量、全选比、原矿消耗量的顺序依次保证在目标值范围内，同时要求精矿库存适量，精矿产量均衡，精矿品位的废次尽量减少，各工序作业班生产量均衡；分解过

6、程受设备能力，库存能力，精矿需求，入选原矿的品位、价格、供应能力等多方面约束；其中设备能力，精矿需求等约束具有时变特性；每日库存状态与库存能力，每日精矿产量与设备能力等之间具有强非线性。因此，难以采用已有的计划调度优化方法求日综合生产指标，只能通过人工凭经验分解与试凑来产生日综合生产指标。但人工分解过程费时保守，难以在满足上述约束的条件下保证综合生产指标在目标值范围内。本文在国家高技术研究发展计划（863计划）“选矿工业过程综合自动化系统研究与开发（2004AA412030）”-vii-东北大学博士学位论文摘要的支持下，以实现综合生产指标的优化控制为目标，开展了

7、综合生产指标分解的优化方法研究，提出了保证综合生产指标在目标值范围内的确定日综合生产指标的优化方法；设计开发了实现上述优化方法的软件包，并应用该软件包进行了综合生产指标优化分解的实验，实验结果验证了所提方法的有效性。本文主要工作归纳如下：(1)提出的日综合生产指标优化方法包括月原矿消耗量优化方法，日原矿消耗量优化方法及各工序作业班生产量优化方法，该方法首先求得月原矿消耗量的最优值并以此为基础通过金属平衡公式求得精矿品位，精矿产量，全选比作为约束求得日原矿消耗量优化值，并以此为基础通过金属平衡公式求得精矿品位，精矿产量，全选比作为约束求得各工序作业班生产量优化值，

8、并以此为基础采用金属平衡