带区间约束的磨矿过程非线性状态估计研究

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1、中图分类号UDCTP274620硕士学位论文学校代码密级10533带区间约束的磨矿过程非线性状态估计研究NonlinearStateEstimationwithInterval．．constraintofGrindingProcess作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：刘斌控制科学与工程复杂过程建模信息科学与工程学院王雅琳教授中南大学二O一三年五月答辩委员会主席：链原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含

2、为获得中南大学或其它单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：—毒—莶0日期：』型L年上月皿日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：—j俺导师签名日期：赴年上月丝日带区间约束的磨矿过程非线

3、性状态估计研究摘要：磨矿过程直接影响整个选矿生产过程的电耗、钢耗、产品质量和回收率，但很多重要的磨矿过程参数(如球磨机内部的各粒级含量、水含量、磨球含量等)由于技术或费用等原因难于检测甚至不能检测，只有通过可测量(如磨机出口处的各粒级流量等)对其进行状态估计。本论文首先运用功耗模型、理想模型、机理分析、质量守恒定律，推导了球磨过程状态方程，描述产品粒度分布与给水流量、补球量、给矿量及给料粒度分布等操作条件之间的关系，用以估计磨矿过程状态。其次，详细分析了磨矿过程状态估计的非线性带约束特征，发现难以获得较精确的状态估计量。为确定适合磨矿过程的状态估计方法，选取典型二阶CS

4、TR模型进行仿真研究。一方面在高斯和非高斯噪声两种情况下比较分析了EKF、UKF、EnkF、PF四种非线性状态估计方法的性能指标。仿真结果显示：高斯情况下UKF、PF的估计性能较优，EnkF在初始值偏差较大时不能有效跟踪状态变量；非高斯情况下PF估计性能较优。另一方面深入研究了非线性区间约束状态估计方法，讨论了基于投影法的区间约束非线性状态估计方法，并分析了投影位置对状态估计结果的影响。借鉴基于区间法的区间约束无迹卡尔曼滤波(ICtJT)方法，提出基于区间法的区间约束粒子滤波(，ICPT)方法，实现将区间法扩展到非高斯噪声领域，并将其与ICUT方法进行比较，仿真结果显示

5、：ICPT方法获得的状态估计精度明显提高。最后，采用提出的ICPT方法对磨矿过程状态变量进行估计，获得了可用于磨矿生产过程优化的状态估计量，对于实现生产过程的最优控制有非常重要的意义。图31幅，表9个，参考文献62篇。关键词：磨矿过程数学模型；非线性状态估计；无迹卡尔曼滤波；粒子滤波；投影法；区间法分类号：TP274NonlinearStateEstimationwithInterval．constraintofGrindingProcessAbstract：Grindingprocessdirectlyaffectsthepowerconsumption，steelc

6、onsumption，productqualityandrecoveryoftheentirebeneficiationprocess．Butmanysignificantparameters(suchasdifferentmaterialcontent，watercontent，grindingballscontent)isdifficulttomeasureandevencan’tbemeasuredduetotechnicaloreconomicproblem，wecanonlyusemeasurableparameters(suchasvariousflowra

7、teoforeattheoutlet)toestimatetheseparameters．Firstly,state—spaceequationsusingthepower-consumptionmodel，idealmodel，mechanismanalysisandconservationofmassarebuilt，whichdescribetherelationshipamongthesizedistributionofproduct，flowrateofwater,ore，ballandsizedistributionoffee