一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法，用于浮选过程中，对返回泵池液位进行控制。硬件配置包括浮选机液面高位检测装置、浮选机液面低位检测装置、返回泵池液位计、返回泵池泵流量计及浮选机锥阀；智能优化算法包括自主感知记忆模块、自主思维学习模块、自适应调节模块以及自主判断调节模块四个部分。从硬件和软件两个方面进行设计和控制，使液位稳定在合理范围内。应用效果表明,基于本发明专利技术方法能自主识别决策切换不同控制目标，使浮选机溢流及泵池液位均保持在合理范围内，稳定浮选返回流量，实现不同状态的平稳迁移。平稳迁移。平稳迁移。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法


[0001]本专利技术涉及一种浮选泵池液位智能优化控制方法，属于自动控制


技术介绍

[0002]经典控制理论时域分析法中，对系统的动态性能通常以系统在初始条件为零的情况下，对单位阶跃输入信号的响应特性来衡量，并给出最大超调量、调节时间等描述性的性能指标，因此对于固定传递函数的控制对象可以通过设计控制器使系统的性能指标符合要求。
[0003]但因为矿石的形成没有标准，所以选矿过程是一个非标准的生产过程，即系统为时变系统，再加上难以对浮选流程进行全面准确检测，即系统传递函数无法准确确定，因此难以得到比较理想的动态性能指标。不同工况下使用传统的PID控制器则比例系数相差超过80，同时控制目标又在不断切换。而这对于现场技术人员来说是难度相当之大，因此需要给出一种简单易用的能够自适应复杂工况，而且能够自主切换不同控制目标的控制方法，以解决现场问题并降低维护难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法，自主识别决策切换不同控制目标，使浮选机溢流及泵池液位均保持在合理范围内，稳定浮选返回流量，实现不同状态的平稳迁移。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法，包括硬件配置和智能优化算法，其特征在于：硬件配置包括浮选机液面高位检测装置、浮选机液面低位检测装置、返回泵池液位计、返回泵池泵流量计及浮选机锥阀；智能优化算法包括自主感知记忆模块、自主思维学习模块、自适应调节模块以及自主判断调节模块四个部分；所述自主感知记忆模块用于从所述硬件配置读取数据，并分析判断浮选机状态；所述自主思维学习模块用于捕捉人工操作，并识别学习其操作意图，自动调整液位上下限、流量上下限和阀门开度上下限；所述自主判断调节模块用于根据浮选机状态自动决策转换不同的控制目标，使浮选机溢流及返回泵池液位(流量)保持在合理范围内；所述自适应自适应调节模块用于按照所述自主判断调节模块设定的目标，在自主思维学习模块给定的范围之内，判断所述自主感知记忆模块给出的反馈，是否符合以设定减反馈PV-SP为横坐标，反馈的斜率dPV/dt为纵坐标的所述平面中期望的动态轨迹，首先给出一个试探性输出，然后根据反馈运动轨迹变化，再进行修正输出，使反馈向期望的动态轨迹靠近。
[0007]所述自主感知记忆模块具体为两个方面：第一、通过仪表检测数据感知系统状态：通过浮选机液面高位检测装置及浮选机液面低位检测装置，感知浮选机液面是否在正常范围内，为自主判断调节模块提供依据；第二、通过记忆仪表检测数据感知仪表工作是否正常，通过监视仪表数据变化情况，如果出现明显异常，则判定为仪表故障，为后续自主判断
调节模块提供依据；所述自主思维学习模块：根据人工干预情况自主判断人工意图，并自动修改相应控制限制，学习人工经验，临时允许超限的非正常操作，并在相应变量返回到正常范围后，在按照原有设定继续执行；所述自主判断调节模块：根据所述自主感知记忆模块的结果，自主判断浮选机工作状态，选择四种不同的控制目标或选择反馈变量，所述自主判断调节模块四种不同的控制目标分别为：第一、当所述自主感知记忆模块得出浮选机液面高时，所述自主判断调节模块判定浮选机工作异常，自动将液位(流量)的控制目标设定为当前值的0.9倍与设定范围中值的最小值；第二、当所述自主感知记忆模块得出浮选机液面低时，所述自主判断调节模块判定浮选机工作异常，自动将液位(流量)的控制目标设定为当前值的1.1倍与设定范围中值的最大值；第三、当所述自主感知记忆模块得出返回泵池液位(流量)及浮选机液面正常时，所述自主判断调节模块判定浮选机工作正常，自动将设定值跟随反馈，目标是保持液位平缓，而不局限于具体位置；第四、当所述自主感知记忆模块得出返回泵池液位(流量)偏离设定范围时，所述自主判断调节模块判断，判定返回泵池液位不合理，自动将设定值修改为设定范围的中值，将液位(流量)按照预定的轨迹调整回设定范围内；所述自适应调节模块：在以设定减反馈PV-SP为横坐标，反馈的斜率dPV/dt为纵坐标的平面中对反馈变量(液位/流量)建立期望动态轨迹方程，然后通过控制作用(锥阀开度)对反馈变量(液位/流量)运动轨迹影响的效果，进行判断，自动修正控制幅度及控制周期，使反馈变量(液位/流量)按照设定的轨迹靠近设定值。
[0008]所述自主判断调节模块：默认选择返回泵池液位作为反馈，并在所述自主感知记忆模块发现检测仪表异常时，自动切换至正常工作的仪表。
[0009]所述自主思维学习模块中，当泵池液位较高超过设定上限时，则系统会通过开锥阀减少浮选机溢流调低液位值设定范围，但操作员通过现场观察确定需要加大返回量，选择关小浮选机锥阀，则系统会自动将泵池液位上限调高，并保持其稳定，以维持较高的循环负荷；流量上下限以及阀门动作上下限均根据人工干预，自主学习人工操作意图，自动调整上下限。
[0010]与现有技术相比较，本专利技术的积极效果在于：
[0011]本专利技术通过所述硬件配置，获取人观察到的信息，在通过所述自主感知记忆模块、自主思维学习模块及自主判断调节模块，模拟学习人的思考判断过程给出控制目标，最后通过所述自适应自适应调节模块，在相平面的简单线性转换上模拟描述人根据经验先给出一个输出，然后再修正的过程，具备了智能的特点并主动优化设定，使浮选机溢流及返回泵池液位(流量)均保持在合理范围，因此命名为一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法。
[0012]本专利技术通过结合操作数据分析结果和以反馈PV为横坐标，反馈的斜率dPV/dt为纵坐标相平面经过简单的线性转换，即反馈减设定将PV转换为PV-SP,d(PV-SP)/dt＝dPV/dt，后即可描述期望动态轨迹的特点，提出所述一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法的核心自适应模块，并在此基础上，增加自主感知记忆模块、自主思维学习模块、自主判断调节模块及相应的硬件配置，共同构成所述一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例的硬件配置图。
[0014]图2是反馈变量在相平面上的运动轨迹示例。
[0015]图3是本专利技术实施例实际控制效果图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步地描述。
[0017]本专利技术实施例提供的一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法。如图1，本专利技术实施例所控制的硬件系统包括浮选机1，浮选机1的溢流口通过溢流管2连接有返回泵池3，其中浮选机1带有锥阀。图1中F代表电磁流量计，L代表超声波液位计，KL代表液位继电器。
[0018]硬件配置主要包括浮选机高液面检测、浮选机低液面检测、返回泵池液位、返回泵池流量及浮选机锥阀，其中，所述浮选机高液面检测和浮选机低液面检测选用液位继电器，还可以是其他以识别浮选机溢流状态是否合理为目的的液面或泡沫厚度检测方式。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法，包括硬件配置和智能优化算法，其特征在于：硬件配置包括浮选机液面高位检测装置、浮选机液面低位检测装置、返回泵池液位计、返回泵池泵流量计及浮选机锥阀；智能优化算法包括自主感知记忆模块、自主思维学习模块、自适应调节模块以及自主判断调节模块四个部分；所述自主感知记忆模块用于从所述硬件配置读取数据，并分析判断浮选机状态；所述自主思维学习模块用于捕捉人工操作，并识别学习其操作意图，自动调整液位上下限、流量上下限和阀门开度上下限；所述自主判断调节模块用于根据浮选机状态自动决策转换不同的控制目标，使浮选机溢流及返回泵池液位(流量)保持在合理范围内；所述自适应自适应调节模块用于按照所述自主判断调节模块设定的目标，在自主思维学习模块给定的范围之内，判断所述自主感知记忆模块给出的反馈，是否符合以设定减反馈PV-SP为横坐标，反馈的斜率dPV/dt为纵坐标的所述平面中期望的动态轨迹，首先给出一个试探性输出，然后根据反馈运动轨迹变化，再进行修正输出，使反馈向期望的动态轨迹靠近。2.根据权利要求1所述的基于相平面轨迹的浮选泵池液位智能优化控制方法智能优化算法，其特征在于：所述自主感知记忆模块具体为两个方面：第一、通过仪表检测数据感知系统状态：通过浮选机液面高位检测装置及浮选机液面低位检测装置，感知浮选机液面是否在正常范围内，为自主判断调节模块提供依据；第二、通过记忆仪表检测数据感知仪表工作是否正常，通过监视仪表数据变化情况，如果出现明显异常，则判定为仪表故障，为后续自主判断调节模块提供依据；所述自主思维学习模块：根据人工干预情况自主判断人工意图，并自动修改相应控制限制，学习人工经验，临时允许超限的非正常操作，并在相应变量返回到正常范围后，在按照原有设定继续执行；所述自主判断调节模块：根据所述自主感知记忆模块的结果，自主判断浮选机工作状态，选择四种不同的控制目标或选择反馈变量，所述自主判断调节模块四种不同的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，段银联，王庆凯，邹国斌，戚克明，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：