重介密度控制算法及介质回收系统参数优化方法研究

发布时间：2017-09-08 00:00

  本文关键词：重介密度控制算法及介质回收系统参数优化方法研究

  更多相关文章： QP-DMC 重介液密度 合介桶液位 联动控制 磁选机回收率 模糊控制

【摘要】：重介选煤是用密度介于精煤与矸石(或中煤)之间的液体作为介质进行分选的方法,是严格按照密度进行原煤分选的,因此,重介液的密度对分选效果有决定性的影响。随着选煤厂自动化程度的提高,选煤厂对重介液密度的控制已由手动控制转向自动控制,PID算法被普遍应用于重介液密度控制系统中。但由于煤质不稳定,选煤工艺越发复杂,对控制性能的要求更加严格,PID控制算法已经不能很好的满足重介选煤的需要,选煤厂需要寻求更加符合当前选煤工艺的控制方法。重介选煤普遍采用磁铁粉作为重介质,介质费用是构成洗煤成本的重要部分,约占直接洗煤成本16%,介质消耗是评价选煤厂重介分选效果及生产成本的重要指标。对磁铁粉进行回收的设备是磁选机,故磁选机的回收率直接影响着介质的消耗,所以如何提高磁选机的回收率成为选煤厂亟待解决的问题。本文针对PID控制器在重介密度控制中效果不理想的问题,采用基于二次规划约束优化算法的动态矩阵(QP-DMC)控制器实现重介液密度及合介桶液位的联动控制,该控制器以清水阀开度、分流阀开度及加介阀开度作为三个控制量,重介液密度及合介桶液位同时作为两个被控量。首先根据合介桶中重介液的体积平衡与介质质量平衡,推导出重介液密度控制系统的传递矩阵形式;然后通过飞升曲线法分别建立清水阀、分流阀及加介阀开度对重介液密度及合介桶液位的阶跃响应模型,进而完成了重介液密度控制系统阶跃响应模型参数的确定;最后利用此阶跃响应模型,采用MATLAB编程实现QP-DMC算法,并进行了仿真,通过与PID控制进行对比可知,QP-DMC算法控制效果更好。针对磁选机回收率较低的问题,本文根据稀介桶液位和磁选机入料磁性物含量的变化,利用模糊控制算法对磁选机入料流量及磁选机尾矿阀门开度进行实时控制。首先,用实验方法来探究了磁选机入料流量、磁选机入料磁性物含量及磁选机尾矿阀门开度变化对磁选机回收率的影响;然后利用数据分析的结果,制定模糊控制规则,得出模糊控制查询表;最后采用S7-1200PLC作为控制器,利用组态王6.55建立监控界面,用VB6.0编程实现该系统的自动控制。
【关键词】：QP-DMC 重介液密度 合介桶液位 联动控制 磁选机回收率 模糊控制
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD94;TP273
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 重介悬浮液密度自动控制的研究动态11-13
• 1.2.2 磁选机回收控制系统的研究动态13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第二章 重介选煤工艺流程及相关设备介绍16-24
• 2.1 重介选煤工艺流程介绍16-18
• 2.1.1 煤炭分选过程16-18
• 2.1.2 脱介过程18
• 2.1.3 介质回收过程18
• 2.2 重介旋流器及磁选机的工作原理18-22
• 2.2.1 重介旋流器工作原理18-21
• 2.2.2 磁选机工作原理21-22
• 2.3 本章小结22-24
• 第三章 重介液密度控制方法研究及仿真24-46
• 3.1 重介液密度及合介桶液位联动控制模型的建立24-36
• 3.1.1 重介液密度控制过程矩阵的确定24-27
• 3.1.2 系统控制过程传递函数的推导27-31
• 3.1.3 系统模型参数的辨识31-36
• 3.2 重介液密度及合介桶液位联动控制算法的选择及仿真36-45
• 3.2.1 密度控制的多变量QP-DMC算法37-43
• 3.2.2 基于QP-DMC算法的密度及液位联动控制仿真43-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 磁选回收控制系统的设计46-82
• 4.1 影响磁选机性能的因素分析46-47
• 4.2 设计实验探究各个因素之间的关系47-57
• 4.2.1 实验设备的选择及现场布置47-49
• 4.2.2 实验方案的设计49-52
• 4.2.3 实验数据的分析52-57
• 4.3 控制方案的设计及仿真57-72
• 4.3.1 控制量及控制方案的确定57-67
• 4.3.2 控制方案的仿真67-72
• 4.4 控制方案的实现72-80
• 4.5 本章小结80-82
• 第五章 总结与展望82-84
• 5.1 总结82
• 5.2 展望82-84
• 参考文献84-87
• 致谢87-88
• 攻读学位期间发表学术论文目录88

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本文编号：810667