选矿过程神经网络粒度软测量方法的研究.pdf

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1、第卷第期控制理论与应用年月"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章编号：（）选矿过程神经网络粒度软测量方法的研究!张晓东王伟王小刚（新松机器人自动化股份有限公司·沈阳，；大连理工大学信息与控制研究中心·大连，；东北大学自动化研究中心·沈阳，）摘要：结合选矿厂磨矿分级作业的实际工矿，提出了基于网络的粒度软测量的设计方法仿真和实际试验结果表明，该方法能够解决选矿生产中磨矿粒度因缺乏适当的检测设备而存在的难以进行在线检测的问题关键词：选矿过程；神经网络；软测量文献标识码：，（·，

2、，；·，，；，·，，）Abstract：，Keywords：；；1引言（）2磨矿过程及其动态仿真（磨矿作业的目的是将大颗粒矿石磨碎到一定粒）度，使各种有用矿物与脉石分离，呈单体分离状态，某金矿选厂磨矿作业是一个在我国选矿行业较以利于后续作业（浮选，浸出等）将有用矿物提取出为典型的磨矿分级过程，如图所示该流程由两段来磨矿粒度是选矿生产过程中磨矿作业的最重要闭路磨矿组成磨机与螺旋分级机组成一段磨的生产指标但是在实际生产中，由于无法得到粒度矿，磨机与水力旋流器和给矿泵池构成二段磨的在线检测值，只能通过控制浓度来间接控制粒度，矿水力旋流器溢流矿浆粒度为整个磨矿作业的粒难

3、以使磨矿粒度稳定在工艺指标的要求范围内造度指标，需要严格控制成这种状况的原因主要是：）目前的粒度分析仪在选厂综合自动化系统投运以后，给矿量、水检测周期长（通常为几分钟），其检测值只能对生产量、泵池液位、矿浆浓度、矿浆流量、压力等参数能够起监测指导作用，不能满足实时控制的要求）粒进行实时检测和有效控制目前该磨矿作业的运行度分析仪价格昂贵，企业难以承受，只能通过人工采工况为：样，通过化验得到磨矿粒度的检测值因此，应用软测）通过调节给矿量，能够克服扰动（矿石硬度，量技术，实现粒度的在线检测具有重要的实际意义给矿粒度等）的影响，保持一段磨矿稳定、优化运行，本文针对一个典

4、型的磨矿分级作业流程，提出使处理量保持最大了一种基于网络［］并考虑实际生产应用的磨）调节磨机进料端加水量以保持磨机的磨矿矿粒度软测量方法计算机仿真和现场试验结果表浓度恒定，提高磨矿效率明了该方法能够解决磨矿粒度的在线检测与自动）调节磨机出口加水量，控制螺旋分级机控制溢流浓度，能够根据矿石特性的改变进行两段磨矿负!基金项目：国家杰出青年科学基金（）和高等学校骨干教师资助计划资助项目收稿日期：；收修改稿日期：控制理论与应用卷荷的合理分配浆中未经分级直接进入旋流器底流的质量分数它）调节给矿泵池补加水量，控制旋流器给矿浓度是由旋流器水量分布决定的，即与旋流器结构参数）由

5、于给矿泵池体积小，通过设计合理的液位和给矿矿浆的水含量有关为旋流器的分级效控制器，调节渣浆泵速，保持泵池液位相对稳定，同率研究表明，它是由旋流器的结构参数和操作参数时注意避免给矿体积流量的突变对旋流器分级过程共同决定的产生的不良扰动在式（）中，给矿粒度分布无法得到实时检测值，而和与旋流器的结构量和操作变量之间表现为难以准确描述的复杂的非线性关系因此，上述的旋流器分级过程的理论模型难以应用为此，利用神经网络直接建立旋流器溢流粒度分布与旋流器的操作变量和结构参数的模型：（）（）其中为一个由神经网络实现的非线性函数，输入变量为：：给矿流量，：给矿浓度，：给矿压力，：给

6、矿粒度分布，：旋流器的结构参数（入料口直径、溢流口直径、沉砂口直径等）；为粒度软建立一个如图所示的磨矿作业动态特性的仿测量的主导变量真系统该系统包括下面几个过程单元模型：球磨在输入分量中，，，能够得到实时的检测机，螺旋分级机，给矿泵池，水力旋流器球磨机可以值旋流器的结构参数在其工作过程中是随磨损用一个总体平衡动力学模型描述［］，泵池用一个完而缓慢变化的，因此，在建立软测量模型的过程中可全的混合器模型表示，水力旋流器模型采用以将其作为常数，其影响可以通过模型矫正来补偿和方程［］表示，螺旋分级机由于结构不同而表给矿粒度分布不能在线检测，而其又是软测量模现出与水力旋流

7、器不同的分级特性，这里采用工业型不可缺少的信息引起变化的主要因素是一段型螺旋分级机模型［］磨矿溢流粒度的改变螺旋分级机通常是一段磨矿由于一些执行机构的动态过程对磨矿作业的影的粒度分级设备，如图所示由螺旋分级机的分级响，因此有必要将其加入到仿真系统中给矿机构由原理可知，其溢流矿浆浓度与溢流粒度之间具有如一个二阶系统加纯滞后环节来描述，渣浆泵由一个图所示的对应关系二阶系统描述，加水阀的特性可以由一阶惯性环节表示，用纯滞后环节描述矿浆在管线中的传输过程!神经网络粒度软测量（）!"#辅助变量的选择（）水力旋流器是一种典型的离心式分级机，当矿浆以一定压力进入旋流器后，在其

8、内部离心力的作用下，细粒