磨矿过程的稳态检测与优化

论文摘要

在选矿过程中,磨矿作业需要消耗大量的电能、钢材和水。其电能消耗接近总能耗的70-80%,在选矿成本中占据很大比例。随着经济的快速发展,对矿产原料的需求量也不断增加,这就使磨矿作业量也大幅上升。研究表明,磨矿过程的优化运行能够减少产品粒度的波动,降低选矿的成本,提高矿石处理量。因此,在激烈的市场竞争条件下,选矿企业对优化磨矿产品质量和产量的要求日趋迫切。本文在总结前人工作的基础上,以某选矿厂的磨矿过程为研究对象,结合选矿厂的生产要求建立磨矿过程的数学模型；然后设计稳态检测算法对生产数据进行稳态检测；在系统处于稳态的条件下,用经过改进的粒子群算法优化磨矿模型。本文的主要研究内容有如下几个方面：（1）从磨矿过程系统分析入手,分析磨矿过程的状态和参变量,并选出磨矿过程需要稳态检测的变量,然后设计稳态检测算法。（2）选择具有代表性的参变量进行量纲分析,由此推出反映磨矿系统输入、输出和状态特性的相似准数。根据决定性与非决定性准数之间的关系,建立描述磨矿产品产量、粒度分布特性的相似准数数学模型。并利用实际生产数据辨识出模型中的未知参数。（3）综述了多目标优化方法的发展和研究现状,深入研究了多目标粒子群算法。（4）介绍混沌的基本知识,在多目标粒子群算法的基础上加入了混沌机制。根据所得到的数学模型和多目标优化理论,构造磨矿过程多目标优化模型。将改进后的算法用于优化磨矿过程。并在MATLAB中进行仿真,求得更适合实际生产的系统操作参数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.1.1 磨矿过程在选矿中的意义
• 1.1.2 磨矿过程稳态检测与优化的意义
• 1.2 国内外研究的现状和发展动态
• 1.2.1 稳态检测的研究概况
• 1.2.2 磨矿过程数学模型的回顾
• 1.2.3 磨矿过程优化的研究概况
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 磨矿过程的系统分析与稳态检测
• 2.1 磨矿过程的工艺简介
• 2.2 磨矿过程的系统分析
• 2.2.1 磨矿过程的状态分析
• 2.2.2 磨矿系统的参变量分析
• 2.3 磨矿过程的稳态检测
• 2.3.1 稳态检测变量的选择
• 2.3.2 稳态的基本概念
• 2.3.3 稳态检测的算法
• 第3章 磨矿过程稳态模型的建立
• 3.1 利用相似理论建立磨矿模型
• 3.1.1 相似理论
• 3.1.2 磨矿系统的相似准数推导
• 3.1.3 磨矿过程的相似准数模型的建立
• 3.2 磨矿过程的稳态模型参数辨识
• 3.2.1 利用最小二乘法对磨矿过程模型的参数辨识
• 3.2.2 利用粒子群算法对磨矿过程模型的参数辨识
• 3.2.3 两种辨识方法的仿真效果比较
• 第4章 多目标进化算法与粒子群算法
• 4.1 多目标优化的基本概念
• 4.1.1 多目标优化的定义
• 4.1.2 非支配解和最优边界
• 4.2 多目标进化算法的研究概况
• 4.3 基本粒子群优化算法
• 4.4 多目标粒子群算法及其发展历程
• 4.5 粒子群算法与传统进化算法的比较
• 第5章 混沌多目标粒子群算法及其在磨矿过程中的应用
• 5.1 混沌的基本知识
• 5.1.1 混沌的起源
• 5.1.2 混沌产生模型及其在求解优化问题中的应用
• 5.2 混沌多目标粒子群优化算法
• 5.2.1 混沌多目标优化算法的主要流程
• 5.2.2 混沌多目标优化算法的关键算子
• 5.2.3 约束处理技术
• 5.2.4 算法的仿真的分析与比较
• 5.3 磨矿过程的多目标模型分析与优化仿真
• 5.3.1 磨矿过程的多目标模型分析
• 5.3.2 磨矿过程多目标模型优化仿真
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢