一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法技术

本发明专利技术涉及一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法，其包括如下步骤：获取矿浆管道参数；根据矿浆管道参数，计算得到流速影响系数；建立电流计算模型，根据电流计算模型以及流速影响系数，计算得到泵的输出电流，其中，所述泵用于驱动管道内矿浆流动；根据所述输出电流以及泵的功率，得到矿浆管道内的流速；解决矿浆在进行长距离管道输送时，如何确定管道内流速使其保持在管道可接受的范围内的问题。内的问题。内的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法


[0001]本专利技术涉及矿浆传输
，尤其涉及一种基于MPC控制的长距 离矿浆管道内流速的获取方法。

技术介绍

[0002]我国黑色和有色冶金矿山的快速发展为加快推广长距离矿浆管道技 术提供了机遇。长距离矿浆管道输送是将从矿山开采出来的矿料用管道 输送到远距离的冶炼厂，而短距离浆体管道输送一般应用在河道疏通、 尾矿充填等。浆体管道输送的运输方式主要优点有运输能力大、高效、 管道埋入地下不占耕地、不受气候条件的影响、对复杂地形适应能力强 等。凡是能制作成浆体的物料均可以考虑用管道输送，包括金属矿山和 非金属矿山生产的各种精矿与尾矿、煤炭、粉煤灰、水利工程的泥沙等。
[0003]由于许多矿山地处国家自然保护区、生态脆弱区，生态环保要求高， 而矿浆管道输送是一种绿色环保技术，它在节能环保方面有如下优势： 一是零排放，无污染；二是无噪音与碳微粒粉尘，封闭输送没有物料损 失；三是不破坏当地自然、人文景观和居民环境。
[0004]但矿浆在进行长距离管道输送时管道沿线的固体颗粒分布不均匀， 由于重力作用，颗粒容易积聚在管道底部。如果流速太慢，泥浆的固体 颗粒将沉积在管道底部，容易造成堵塞，如果流速过高，固体颗粒将磨 损管道易致管道破裂。因此，如何确定管道内的流速使其保持在管道可 接受的范围内是一项重大难题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速 的获取方法，用以解决矿浆在进行长距离管道输送时，如何确定管道内 流速使其保持在管道可接受的范围内的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速 的获取方法，包括如下步骤：
[0008]获取矿浆管道参数；
[0009]根据矿浆管道参数，计算得到流速影响系数；
[0010]建立电流计算模型，根据电流计算模型以及流速影响系数，计算得 到泵的输出电流，其中，所述泵用于驱动管道内矿浆流动；
[0011]根据所述输出电流以及泵的功率，得到矿浆管道内的流速。
[0012]在其中一些实施例中，所述矿浆管道参数包括矿浆管道的长度、矿 浆管道的半径、矿浆管道的材质以及矿浆管道的铺设轨迹。
[0013]在其中一些实施例中，所述流速影响系数的计算方法为：
[0014]根据矿浆管道参数，获取矿浆管道的长度影响系数、矿浆管道的半 径影响系数、矿浆管道的材质影响系数以及矿浆管道的铺设轨迹影响系 数；
[0015]获取矿浆管道的长度影响系数、矿浆管道的半径影响系数、矿浆管 道的材质影响系数以及矿浆管道的铺设轨迹影响系数的加权值；
[0016]根据矿浆管道的长度影响系数、矿浆管道的半径影响系数、矿浆管 道的材质影响系数以及矿浆管道的铺设轨迹影响系数和加权值，计算得 到流速影响系数。
[0017]在其中一些实施例中，所述电流计算模型为：
[0018][0019]其中，y为泵的输出电流，α为预测扰动系数，Δu为流速影响系数，a
i
为 时间为i时的阶跃响应，其中a
i
＝(a1,a2,
…
,a
p
)，k为输入时间、P为稳定 时间、J为时间修正系数。
[0020]在其中一些实施例中，所述矿浆管道的长度影响系数用于反映矿浆 管道的长度与矿浆管道内流速的影响的映射关系；
[0021]所述矿浆管道的半径影响系数用于反映矿浆管道的半径与矿浆管道 内流速的影响的映射关系；
[0022]所述矿浆管道的材质影响系数用于反映矿浆管道的内表面的粗糙度 与矿浆管道内流速的影响的映射关系；
[0023]所述矿浆管道的轨迹影响系数用于反映矿浆管道的偏移量与矿浆管 道内流速的影响的映射关系。
[0024]在其中一些实施例中，所述矿浆管道的长度越长，对矿浆管道内的 流速影响越大；
[0025]所述矿浆管道的半径越大，对矿浆管道内的流速影响越大；
[0026]所述矿浆管道的内表面的粗糙度越大，对矿浆管道内的流速影响越 大；
[0027]所述矿浆管道的偏移量越大，对矿浆管道内的流速影响越大，其中， 所述矿浆管道的偏移量为矿浆管道沿垂直于两点直线输送方向的管道长 度。
[0028]在其中一些实施例中，所述矿浆管道的偏移量，与偏移的矿浆管道 部分的偏移角度大小以及偏移距离大小相关。
[0029]第二方面，本专利技术还提供一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流 速的获取装置，包括：
[0030]矿浆管道参数获取模块，用以获取矿浆管道参数；
[0031]流速影响系数计算模块，根据矿浆管道参数，计算得到流速影响系 数；
[0032]电流计算模块，建立电流计算模型，根据电流计算模型以及流速影 响系数，计算得到泵的输出电流，其中，所述泵用于驱动管道内矿浆流 动；
[0033]流速获取模块，根据所述输出电流以及泵的功率，得到矿浆管道内 的流速。
[0034]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；
[0035]所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
[0036]所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上述所述的基于MPC 控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法中的步骤。
[0037]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可 读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个 或者多个处理器执行，以实现如上述所述的基于MPC控制的长距离矿浆 管道内流速的获取方法中的步骤。
[0038]与现有技术相比，通过获取矿浆管道参数，根据矿浆管道参数，计 算得到流速影响系数，基于MPC控制方法寻求最优值方程建立电流计算 模型，根据电流计算模型以及流速影响系数，计算得到泵的输出电流， 其中，所述泵用于驱动管道内矿浆流动，根据所述输出电流以及泵的功 率，得到矿浆管道内的流速，使长距离矿浆管道能够稳定、有效的运行。
附图说明
[0039]图1为本专利技术提供的一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速 的获取方法的一实施例的流程图；
[0040]图2为本专利技术提供的一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速 的获取方法中，步骤S200的一实施例的流程图；
[0041]图3为本专利技术提供的一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速 的获取装置的一实施例的示意图；
[0042]图4为本专利技术提供的一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速 的获取程序的一实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本 申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用 于限定本专利技术的范围。
[0044]MPC(Model Pr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：获取矿浆管道参数；根据矿浆管道参数，计算得到流速影响系数；建立电流计算模型，根据电流计算模型以及流速影响系数，计算得到泵的输出电流，其中，所述泵用于驱动管道内矿浆流动；根据所述输出电流以及泵的功率，得到矿浆管道内的流速。2.根据权利要求1所述的基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法，其特征在于，所述矿浆管道参数包括矿浆管道的长度、矿浆管道的半径、矿浆管道的材质以及矿浆管道的铺设轨迹。3.根据权利要求2所述的基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法，其特征在于，所述流速影响系数的计算方法为：根据矿浆管道参数，获取矿浆管道的长度影响系数、矿浆管道的半径影响系数、矿浆管道的材质影响系数以及矿浆管道的铺设轨迹影响系数；获取矿浆管道的长度影响系数、矿浆管道的半径影响系数、矿浆管道的材质影响系数以及矿浆管道的铺设轨迹影响系数的加权值；根据矿浆管道的长度影响系数、矿浆管道的半径影响系数、矿浆管道的材质影响系数以及矿浆管道的铺设轨迹影响系数和加权值，计算得到流速影响系数。4.根据权利要求1所述的基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法，其特征在于，所述电流计算模型为：其中，y为泵的输出电流，α为预测扰动系数，Δu为流速影响系数，a
i
为时间为i时的阶跃响应，其中a
i
＝(a1,a2,
…
,a
p
)，k为输入时间、P为稳定时间、J为时间修正系数。5.根据权利要求3所述的基于MPC控制的长距离矿浆管道内流速的获取方法，其特征在于，所述矿浆管道的长度影响系数用于反映矿浆管道的长度与矿浆管道内流速的影响的映射关系；所述矿浆管道的半径影响系数用于反映矿浆管道的半径与矿浆管道内流速的影响的映射关系；所述矿浆管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：危卫，胡海岸，熊庭，郑睿，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：