一种基于滑模的锂辉石选矿重介液面高度控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于滑模的锂辉石选矿重介液面高度控制方法，其通过测量重介质桶液体高度与期望高度进行对比形成高度误差信号；然后进行积分与自适应惯性环节求取惯性积分信号；再通过一阶惯性环节、超强校正以及纯滞后环节分别构造高度误差惯性微分、校正微分与延迟微分信号，从而通过误差信号叠加分别形成清水阀、重介阀与分流阀的滑模信号，再分别叠加高度误差信号、高度误差微分信号的自适应自动补偿增长信号以及滑模非线性变换信号，构成最终的清水阀、重介阀与分流阀控制信号，从而实现重介质液面高度的高精度控制。实现重介质液面高度的高精度控制。实现重介质液面高度的高精度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑模的锂辉石选矿重介液面高度控制方法


[0001]本专利技术涉及矿石选矿领域，具体而言，涉及一种基于滑模的锂辉石选矿重介质液的液面高度高精度控制方法。

技术介绍

[0002]锂是一种重要的工业原料，随着国家对新能源的支持，锂电池行业也有着飞跃的发展，锂辉石是最重要的锂矿物，目前主要的选矿方法是浮选法，选矿成本较高，而且需要设立尾矿库，对环境有一定的影响；而且得到的精矿的品位偏低。在选矿工艺中，除了重介质液的密度控制会影响选矿的品位之外，重介质液的液面高度控制也在一定程度上会影响选矿的品位与效果。在实际选矿过程中，有时会出现液面过低或者密度过低的情况，而引起停车加介，同时增大清水阀来稀释介质，待介质密度以及液面稳定再开车进行选矿，这样显然会影响选矿的工作效率。目前传统的液面控制方法还是以误差比例积分控制为主；目前液面误差的微分直接测量比较困难；而传统的PID控制在清水阀、重介阀以及分流阀的控制中获得的液面控制动态性能难以进一步提高，存在精度不高以及快速性不足的问题。基于以上
技术介绍
原因，本专利技术提出一种采用三者求解液面误差近似微分方法并与两种积分形成混合组成滑模控制，利用自适应与滑模相结合的方式，提高了液面控制的精度与动态性能，具有较高的理论与工程实用价值。
[0003]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分专利技术的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于滑模的锂辉石选矿重介液面高度控制方法，进而克服了由于相关技术的限制和缺陷而导致的液面高度控制动态性能不高而导致的选矿品位不高的问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种基于滑模的锂辉石选矿重介液面高度控制方法，包括以下五个步骤：
[0006]步骤S10，在重介质搅拌桶中安装液位计，测量重介质搅拌桶中液体液面高度，得到重介质搅拌桶中液体液面高度信号，然后根据锂辉石选矿工业生产的需求设定期望液面高度信号；并与重介质搅拌桶中液体液面高度信号进行对比，得到重介液面高度误差信号，再进行积分，得到重介液面高度误差积分信号；然后根据所述的重介液面高度误差信号，求取惯性环节的自适应时间参数增长速率信号，再进行积分，得到惯性环节的自适应时间参数信号；然后根据自适应时间参数信号设置自适应一阶惯性环节，求取重介液面高度误差惯性积分信号。
[0007]步骤S20，根据所述的重介液面高度误差信号，设置一阶惯性环节，得到重介液面高度误差惯性延迟信号；然后与重介液面高度误差信号进行比较并除以一阶惯性环节时间参数，得到重介液面高度误差惯性微分信号；再设计超前校正环节，将重介液面高度误差信
号通过超前校正环节后得到重介液面高度误差校正微分信号；最后设置纯滞后延迟环节，得到重介液面高度误差纯延迟信号，并与重介液面高度误差信号对比并除以纯延迟时间，得到重介液面高度误差延迟微分信号。
[0008]步骤S30，根据所述的重介液面高度误差信号、重介液面高度误差惯性积分信号、重介液面高度误差积分信号、重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行线性组合，得到清水阀滑模信号，并进行非线性变换，得到清水阀滑模非线性变换信号；然后根据清水阀滑模信号与重介液面高度误差信号进行组合非线性变换，得到清水阀高度差自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到清水阀高度差自动补偿信号；再根据清水阀滑模信号与重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行混合非线性变换，得到清水阀高度差微分自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到清水阀高度差微分自动补偿信号；最后采用清水阀高度差自动补偿信号、清水阀高度差微分自动补偿信号与重介液面高度误差信号以及重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行组合，并叠加清水阀滑模信号、清水阀滑模非线性变换信号得到最终的清水阀控制信号。
[0009]步骤S40，根据所述的重介液面高度误差信号、重介液面高度误差惯性积分信号、重介液面高度误差积分信号、重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行线性组合，得到重介阀滑模信号，并进行非线性变换，得到重介阀滑模非线性变换信号；然后根据重介阀滑模信号与重介液面高度误差信号进行组合非线性变换，得到重介阀高度差自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到重介阀高度差自动补偿信号；再根据重介阀滑模信号与重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行混合非线性变换，得到重介阀高度差微分自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到重介阀高度差微分自动补偿信号；最后采用重介阀高度差自动补偿信号、重介阀高度差微分自动补偿信号与重介液面高度误差信号以及重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行组合，并叠加重介阀滑模信号、重介阀滑模非线性变换信号得到最终的重介阀控制信号。
[0010]步骤S50，根据所述的重介液面高度误差信号、重介液面高度误差惯性积分信号、重介液面高度误差积分信号、重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行线性组合，得到分流阀滑模信号，并进行非线性变换，得到分流阀滑模非线性变换信号；然后根据分流阀滑模信号与重介液面高度误差信号进行组合非线性变换，得到分流阀高度差自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到分流阀高度差自动补偿信号；再根据分流阀滑模信号与重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行混合非线性变换，得到分流阀高度差微分自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到分流阀高度差微分自动补偿信号；最后采用分流阀高度差自动补偿信号、分流阀高度差微分自动补偿信号与重介液面高度误差信号以及重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行组合，并叠加分流阀滑模信号、分流阀滑模非线性变换信号得到最终的分流阀控制信号。
[0011]最后，根据所述的清水阀控制信号、重介阀控制信号、分流阀控制信号分别控制清水阀、重介阀、分流阀，即可实现重介质搅拌桶中液体液面高度的高精度稳定控制。
[0012]在本专利技术的一种示例实施例中，在重介质搅拌桶中安装液位计，测量重介质搅拌桶中液体液面高度，得到重介质搅拌桶中液体液面高度信号，记作；然后根据锂辉石选矿工业生产的需求设定期望液面高度信号，记作；并与重介质搅拌桶中液体液面高度信号进行对比，得到重介液面高度误差信号，再进行积分，得到重介液面高度误差积分信号；然后根据所述的重介液面高度误差信号，求取惯性环节的自适应时间参数增长速率信号，再进行积分，得到惯性环节的自适应时间参数信号；然后根据自适应时间参数信号设置自适应一阶惯性环节，求取重介液面高度误差惯性积分信号包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑模的锂辉石选矿重介液面高度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，在重介质搅拌桶中安装液位计，测量重介质搅拌桶中液体液面高度，得到重介质搅拌桶中液体液面高度信号；然后根据锂辉石选矿工业生产的需求设定期望液面高度信号；并与重介质搅拌桶中液体液面高度信号进行对比，得到重介液面高度误差信号，再进行积分，得到重介液面高度误差积分信号；然后根据所述的重介液面高度误差信号，求取惯性环节的自适应时间参数增长速率信号，再进行积分，得到惯性环节的自适应时间参数信号；然后根据自适应时间参数信号设置自适应一阶惯性环节，求取重介液面高度误差惯性积分信号如下：e1＝h
d
‑
h；s1((n+1)T)＝s1(nT)+e1T；T
3d
＝j1|e1|；|；其中h为重介质搅拌桶中液体液面高度信号，h
d
为期望液面高度信号，T为常值积分时间参数；e1为重介液面高度误差信号；s1为重介液面高度误差积分信号，n为整数；j1为常值参数；T
3d
为自适应时间参数增长速率信号；为自适应时间参数信号；T2为常值时间参数；s为惯性环节的传递函数的微分算子；s2为重介液面高度误差惯性积分信号；步骤S20，根据所述的重介液面高度误差信号，设置一阶惯性环节，得到重介液面高度误差惯性延迟信号；然后与重介液面高度误差信号进行比较并除以一阶惯性环节时间参数，得到重介液面高度误差惯性微分信号；再设计超前校正环节，将重介液面高度误差信号通过超前校正环节后得到重介液面高度误差校正微分信号；最后设置纯滞后延迟环节，得到重介液面高度误差纯延迟信号，并与重介液面高度误差信号对比并除以纯延迟时间，得到重介液面高度误差延迟微分信号；到重介液面高度误差延迟微分信号；到重介液面高度误差延迟微分信号；e
1m
(nT)＝e1(nT
‑
n1T)；其中T1为一阶惯性环节时间参数；e
1l
为重介液面高度误差惯性延迟信号；e
1ld2
为重介液面高度误差惯性微分信号；T4、T5、T6为超前校正环节的常值参数；e
1ld1
为重介液面高度误差校正微分信号；n1为正整数，为纯滞后延迟环节的延迟时间参数；e
1m
为重介液面高度误差纯延迟信号；e
1ld3
为重介液面高度误差延迟微分信号；步骤S30，根据所述的重介液面高度误差信号、重介液面高度误差惯性积分信号、重介
液面高度误差积分信号、重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行线性组合，得到清水阀滑模信号，并进行非线性变换，得到清水阀滑模非线性变换信号；然后根据清水阀滑模信号与重介液面高度误差信号进行组合非线性变换，得到清水阀高度差自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到清水阀高度差自动补偿信号；再根据清水阀滑模信号与重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行混合非线性变换，得到清水阀高度差微分自动补偿增长速率信号，然后进行积分得到清水阀高度差微分自动补偿信号；最后采用清水阀高度差自动补偿信号、清水阀高度差微分自动补偿信号与重介液面高度误差信号以及重介液面高度误差惯性微分信号、重介液面高度误差校正微分信号、重介液面高度误差延迟微分信号进行组合，并叠加清水阀滑模信号、清水阀滑模非线性变换信号得到最终的清水阀控制信号如下：w1＝c1e1+c2s1+c3s2+c4e
1d1
+c5e
1d2
+c6e
1d3
；；；；；；其中c1、c2、c3、c4、c5、c6为清水阀滑模的常值参数，w1为清水阀滑模信号；ε1为非线性变换的常值参数，w
1a
为清水阀滑模非线性变换信号；r
1d
为清水阀高度差自动补偿增长速率信号；d1、d2为常值参数，用于控制清水阀高度差自动补偿增长速度的快慢；为清水阀高度差自动补偿信号；r
2d
为清水阀高度差微分自动补偿增长速率信号；d3、d4为常值参数，用于控制清水阀高度差微分自动补偿增长速度的快慢；为清水阀高度差微分自动补偿信号；k1、k2为常值控制参数，u
1a
为最终的清水阀控制信号；步骤S40，根据所述的重介液面高度误差信号、重介液面高度误差惯性积分信号、重介液面高度误差...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，李文平，邵长祥，章成志，曲仕恩，包易，陈鑫，代刚永，孔福祥，
申请(专利权)人：山东金都工程设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：