一种模糊控制选煤方法技术

本发明专利技术公开了通过PID模糊控制结合控制系统，解决了原有的重介悬浮液密度对精煤灰分值的控制力度并不是很强，而且合格介质桶液位对灰分值的影响一点也没有体现。通过采用先进的控制器，重介悬浮的密度和精煤灰分值之间的相关性得到明显的增强，密度对灰分的控制力度增强。同时，合格介质桶的液位，对精煤灰分的影响，也得到体现。在两者共同作用下，精煤产品的质量有很大的提高，系统的生产效率也大大提升。

A fuzzy control method for coal preparation

The invention discloses a PID fuzzy control with control system, solve the efforts to control the original density of heavy medium suspension of fine ash score is not very strong, and the qualified medium liquid level influence on ash content did not reflect. By employing an advanced controller, the correlation between density of dense suspension and fine coal ash value was enhanced significantly, and density control of ash was enhanced. At the same time, the level of qualified medium barrel, the impact of ash on the clean coal has also been reflected. Under the combined effect of both, the quality of clean coal products has been greatly improved, and the production efficiency of the system has been greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种模糊控制选煤方法
本专利技术涉及一种模糊控制选煤方法。
技术介绍
综合自动化系统的发展与应用是近年来国内现代化大型洗煤厂的一个突出特点，以工控机和可编程控制器为硬件核心，计算机信息管理、优化和控制为软件核心的综合系统成为洗煤厂综合信息化的典型模式。综合信息化系统涵盖了设备和生产工艺过程的监视、保护和报警、生产工艺参数的检测和调节、生产设备集中控制以及洗煤厂计算机信息管理与优化等内容。重介质旋流器分选过程是：悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成强有力的离心力场。液流从入料口开始沿着旋流器内壁形成一个上升的外螺旋流和下降的内螺旋流，在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流。原煤以中心给料方式由入料管给入，在离心力的作用下，由于颗粒的密度不同，它们将会从旋流器中心到旋流器内壁迅速分层，小于分选密度的颗粒即精煤，聚集到中心随内螺旋流从溢流口排出；大于分选密度的颗粒即中煤和研石，会随外螺旋流向上，从底流口排入二段旋流器继续分选。物料在进入二段旋流器前，由于受到离心力和外螺旋流的挤压作用，沿给料方向移动，产生了浓缩现象，使进入二段旋流器的悬浮液密度升高，而二段旋流器的分选密度相应升高，这样就有效地将密度高的物料分选出来了。如果悬浮液的密度和入口压力达不到要求或不能迅速控制，那么对原煤的分选效果会有很大影响。因此，重介悬浮液的密度及液位检测与自动控制水平的高低决定着重介工艺分选精度和分选效果，也是重介工艺最核心的环节。为了保证有效分选，悬浮液密度控制应做到快速、准确，悬浮液入口压力应做到稳定。在利用自动分流这一环节来实现悬浮液密度调控时，合格介质经过稀介桶、磁选机后再进入合介桶，需要一定的时间，是典型的大惯性、大滞后过程控制，如果仅仅采用传统的PID控制不可避免的要出现超调和振荡现象。生产过程中为了保证精煤的合格率，往往采用降低分选密度的操作方法，然而这种方法的直接影响就是降低了精煤产率。目前，补加水环节已经基本实现了自动控制，而在分流这一环节上还是靠人工控制，根据工作人员的经验进行实时的调节。这样就会带来很多问题，比如会导致悬浮液密度波动大，精煤灰分超标或精煤产率降低，岗位司机工作负荷大。鉴于此，优化洗煤工艺提高产量及质量是迫切需要的。本系统的控制对象重介悬浮液密度系统是一个集密度、磁性物含量、液位控制和阀位控制的典型的大惯性、大滞后和参数时变的不确定过程。传统的经典控制理论主要处理单输入单输出线性定常反馈控制系统，系统运动状态的数学模型用传递函数表示，它是建立在频率法的基础上；现代控制理论主要用来解决多输入多输出和时变系统的问题，系统的数学模型用状态方程表示，是一种时域表示方法。但无论是经典控制理论还是现代控制理论，都是建立在系统的精确数学模型基础上的。在实际系统中存在如下问题：1.由于系统的控制对象的工业过程是非常复杂的，例如补水装置及分流装置安装距离的不一致导致调节过程中响应速度变化较大，很难准确地描述这些过程的状态方程。2.为了数学处理上的方便而简化数学模型，降低其阶次，以牺牲准确性来换取处理上的方便。而把一个高阶系统简化为低阶数学模型来描述系统时，其结果往往是不能令人满意的，甚至还会产生错误的结论。3.由于此过程控制系统的时变性和复杂性，所建立的数学模型不可能与实际系统完全吻合，也就得不到精确的数学模型，而只是一种近似。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种提高控制精度，保证精煤产品生产质量的一种模糊控制选煤方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种模糊控制选煤方法，包括如下步骤步骤一，将密度偏差值、液位偏差值、主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的模糊语言变量分为5级；步骤二，设置密度偏差值和液位偏差值的量化因子K1、K2；设置主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的比例因子K3、K4、K5；步骤三，根据密度偏差值e1、液位偏差值e2、主洗分流箱的开度u1、加介分流箱的开度u2、蝶阀的开度u3的分别建立隶属度函数表，根据上述隶属函数表建立模糊控制规则表，所述模糊控制规则表包含若干条模糊控制规则，第i条模糊控制规则Ri可表示为：表示第m个输入变量在模糊论域中对应的语言变量的值，yi就是系统对应的输出值，为输出变量yi与xi之间的关系系数。步骤四，实时检测获得重介质的密度偏差值e1、合格介质桶的液位偏差值e2；对检测获得的密度偏差值和液位偏差值进行模糊化，获得重介悬浮液密度和合格介质桶液位的输入量化等级，查询上述模糊控制规则表，分别获得u1、u2、u3与该量化等级对应的控制规则，通过加权平均法求得输出值的量化等级，所述加权平均法可表示为：式中：n是模糊规则的数目；yi是根据第i条模糊规则进行计算得出的结果；权重Gi表示按照第i条规则输入的向量的真值，它的值由下式确定：其中∏表示模糊算子，表示一模糊子集。步骤五，分别对输出值的量化等级进行去模糊化，得到主洗分流箱、加介分流箱、蝶阀对应控制器的控制电流值，用于控制对应主洗分流箱、加介分流箱、蝶阀的开度。进一步地：步骤二中，所述密度偏差值的量化因子K2设置为8，所述液位偏差值的量化因子设置为10。进一步地：步骤二中，所述主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的比例因子K3、K4、K5均设置为2。进一步地：所述主洗分流箱、加介分流箱、蝶阀的控制器输出电流范围相同。通过采用上述技术方案，系统原始的控制方式中，重介悬浮液密度对精煤灰分值的控制力度并不是很强，而且合格介质桶液位对灰分值的影响一点也没有体现。通过采用先进的控制器，重介悬浮的密度和精煤灰分值之间的相关性得到明显的增强，密度对灰分的控制力度增强。同时，合格介质桶的液位，对精煤灰分的影响，也得到体现。在两者共同作用下，精煤产品的质量有很大的提高，系统的生产效率也大大提升。附图说明图1为本专利技术悬浮液密度的PID-模糊控制系统图；图2为重介悬浮液密度自动控制系统框图；图3为e1，e2的隶属度函数图；图4为u1，u2，u3的隶属度函数图；图5为控制系统的运行循环图；图6为模糊控制流程图；图7为程序流程图。具体实施方式参照图1至图7对本专利技术实施例做进一步说明。以洗煤设备间的联系和影响洗煤质量及效率的工艺参数为研究对象，将技术较为成熟的PID控制器和模糊控制理论相结合，设计一套重介洗煤集中监控和工艺参数自动测控系统，实现对重介质洗煤过程中工艺参数的在线检测、监视及稳定的控制，解决当前重介质悬浮液及液位控制系统中由于存在大滞后、大惯性环节导致系统响应速度和超调量调节困难的现状，从而优化洗煤工艺，提高劳动生产率，降低工人劳动强度，提高经济效益的目的。系统采用先进的软硬件、自动化仪表和现代网络技术，对厂区现有生产工艺和设备厂房情况进行分析，主要围绕设备集中控制、关键设备运行情况实时监测、现场工艺流程的实时在线、悬浮液密度等参数自动调节几个方面进行研究。综合自适应控制、模式识别、模糊控制、人工智能、神经网络等现代控制算法后，提出将技术较为成熟的PID控制器和模糊控制理论相结合，快速、稳定调节重介密度及液位的同时保证了重介洗煤过程的分选效果并提高了生产管理水平。利用模糊-PID控制技术，解决了重介参数常规调节手段下非线性、大滞后问题，实现重介洗煤工艺参数的精准控制。通过模糊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模糊控制选煤方法，其特征在于：包括如下步骤步骤一，将密度偏差值、液位偏差值、主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的模糊语言变量分为5级；步骤二，设置密度偏差值和液位偏差值的量化因子K1、K2；设置主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的比例因子K3、K4、K5；步骤三，根据密度偏差值e1、液位偏差值e2、主洗分流箱的开度u1、加介分流箱的开度u2、蝶阀的开度u3的分别建立隶属度函数表，根据上述隶属函数表建立模糊控制规则表，所述模糊控制规则表包含若干条模糊控制规则，第i条模糊控制规则R

【技术特征摘要】
1.一种模糊控制选煤方法，其特征在于：包括如下步骤步骤一，将密度偏差值、液位偏差值、主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的模糊语言变量分为5级；步骤二，设置密度偏差值和液位偏差值的量化因子K1、K2；设置主洗分流箱开度、加介分流箱开度、蝶阀开度的比例因子K3、K4、K5；步骤三，根据密度偏差值e1、液位偏差值e2、主洗分流箱的开度u1、加介分流箱的开度u2、蝶阀的开度u3的分别建立隶属度函数表，根据上述隶属函数表建立模糊控制规则表，所述模糊控制规则表包含若干条模糊控制规则，第i条模糊控制规则Ri可表示为：表示第m个输入变量在模糊论域中对应的语言变量的值，yi就是系统对应的输出值，为输出变量yi与xi之间的关系系数。步骤四，实时检测获得重介质的密度偏差值e1、合格介质桶的液位偏差值e2；对检测获得的密度偏差值和液位偏差值进行模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立华，武玉强，李坤，王化建，张文仲，卢立晖，刘鹤，李文铅，辛生，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37