基于粗糙集-模糊控制在反浮选液位系统中的应用研究
Based on Rough Set-Fuzzy Control in Reverse Flotation Level System Applied Research
在浮选过程中,由于矿浆性质变化、流量波动等因素,会使浮选设备矿浆液位经常改变.当液位太高时,精矿刮出量过大,品位降低;而当液位太低时,会使精矿产率减小,从而使金属回收率降低.可见,浮选槽矿浆液位的检测与控制是直接影响回收率及精矿质量的一个非常重要的因素.根据浮选槽工作过程的特点,针对浮选机液位检测受泡沫干扰不好解决,影响浮选工艺自动控制的发展,运用了使用扫描式分析仪来检测真实液位,从而滤除泡沫干扰,为浮选工艺自动化拓宽提供了参考.在保证液位检测值准确的前提下,如何对浮选槽液位进行控制是浮选作业中的一个重要课题,针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点,为适应复杂系统的控制要求,本文提出用粗糙集-模糊PID前馈控制的控制算法,将利用前馈控制系统对可测干扰进行补偿,并用粗糙集知识对模糊规则进行约简,以获得较少模糊规则,最终形成优良的控制系统.本文首先介绍了浮选生产过程的工艺流程,接着对浮选液位控制系统的研究的国内外现状进行了叙述,同时对浮选槽液位的检测加以详细说明并建立了液位控制系统数学模型,对浮选槽液位的检测加以详细说明并在后面阐述了基于粗糙集-模糊PID前馈控制系统.然后利用MATLAB工具对控制对象进行了跟踪设定值、适应对象参数变化和抗扰动特性方面的仿真研究.仿真结果表明:基于粗糙集-模糊PID前馈控制算法与常规模糊控制算法和模糊PID控制算法相比具有鲁棒性强和动态性能好等特点,通过仿真结果表明,该控制方法对于串级浮选槽系统控制是有效的.在实际应用中使用扫描分析仪对实时液位进行检测,将接受到的模拟信号数据发送给PLC控制器,PLC根据检测到的液位数据通过其内部算法对控制阀门和液位变送器设备进行相应控制.将现场实时运行情况以及过程数据通过人机界面WINCC软件进行实时显示以便于监控.
- 作者：
- 付涛
- 学位授予单位：
- 辽宁科技大学
- 专业名称：
- 控制理论与控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 张勇
- 中图分类号：
- TP273；TD456
- 关键词：
- 粗糙集；模糊PID控制；前馈控制；MATLAB；PLC
- Rough Sets；Fuzzy PID Control；Feed-forward Control；MATLAB；PLC