铝土矿连续磨矿过程建模与优化控制研究.pdf

分类号U D C 博士学位论文 密级 铝土矿连续磨矿过程建模与优化控制研究 R e s e a r c ho nM o d e l i n ga n d O p t i m i z a t i o nC o n t r o lf o r C o n t i n u o u sG r i n d i n gP r o c e s so f D i a s p o r i cB a u x i t e 作者姓名马天雨 学科专业控制科学与工程 学院 系、所 信息科学与工程学院 指导教师桂卫华教授 论文答辩日期丝应垡 主答辩委员会主席 中南大学 二零一二年十二月 一令一一，牛T 一月 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名鱼丞f 亟日期2 塑L 年竺月三日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技 术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并 通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名地导师签魈日期三盟年鱼月立日 摘要 铝土矿选矿是我国首创的处理高硅铝矿石的新工艺，该工艺通 过提高矿石的铝硅比使其适用于拜耳法氧化铝生产过程，以提高铝 矿石利用率。磨矿分级过程是选矿过程中的重要环节，它将破碎后 的铝土矿研磨成单体解离或富集合的颗粒，经分级过程后供浮选， 其运行状况的好坏直接关系着整个选矿厂的经济和技术指标，对其 进行优化控制是提高选矿厂经济效益最直接、有效的方法。 铝土矿来源复杂，硬度、品位波动频繁，铝土矿磨矿过程存在 指标波动大、能耗高和效率低等问题。建立过程单元设备模型、实 现过程优化控制对于稳定矿浆浓细度、降低能耗、提高过程整体经 济效益具有重要意义。然而，磨矿过程是典型的复杂工业过程，影 响因素多且存在耦合，另外，钢球装载量、下料粒级分布和矿石性 质的时变性大大增加了建模和优化控制的难度。 本文在深入研究铝土矿磨矿工艺的基础上，围绕球磨机产品粒 级分布预测模型和过程优化控制问题进行展开。针对磨机出口矿浆 细度难以在线检测的问题，提出一种基于分批试验的磨机产品粒级 分布预测模型；针对铝土矿球磨过程的特点，提出一种多目标多模 型预测控制方案；针对溢流浓细度波动频繁的问题，提出一种溢流 浓细度区间控制方法；建立过程整体经济目标，提出一种分层优化 方案，寻优实现过程整体经济效益最大的控制变量最优设定值。 论文的主要内容和创新成果包括 1 针对铝土矿连续磨矿过程球磨机产品细度难以在线检测的 问题，建立一种基于分批磨矿试验和粒级质量平衡的粒级分布预测 模型。该模型通过实验室分批磨矿试验确定矿石性质参数破碎分布 的数值矩阵描述；基于铝土矿的非一阶磨矿特性，建立时间非线性 破碎速率模型，模型不同参数由分批试验数据和现场工况分别确定； 考虑不同粒级物料的停留时间分布特性，提出一种基于流型分类的 停留时间分布密度函数；最后建立铝土矿工业球磨机出口矿浆粒级 分布预测模型。模型工业试验数据验证结果表明，模型预测精度满 足实际生产需要。 2 针对实际生产中一级返砂粒级分布难以在线检测的问题， 提出一种铝土矿磨矿过程流程模拟方法。该方法采用序贯模块法， 由球磨机、分级机单元模型和现场工况迭代寻优一级返砂粒级分布。 工业试验数据验证结果表明，该方法的预测精度满足实际生产需要， 克服了固体流量平衡法对球磨机模型精度高度敏感、无法实际应用 的缺点。 3 针对铝土矿连续磨矿过程球磨机节能降耗问题以及铝土矿 来源复杂、品位差异大等特点，提出了工业球磨机多目标多模型预测 控制方法。该方法首先建立状态空间浓度预测模型和加权多模型细度 预测模型。然后构建了包含磨机排矿浓细度区间控制和经济性能指标 的多目标优化结构的多模型预测控制策略。最后采用乘子罚函数法求 解控制器局部最优解。仿真及现场试验结果表明该方案能够降低过程 能耗，稳定磨机出口矿浆浓细度。 4 为实现溢流浓细度区间控制，提出了一种基于模型预测控 制理论的单边区间控制算法。对控制变量偏离指标区间上、下限分 别采用不同的控制强度，当控制变量在指标区间时不进行控制动作， 该算法在保证快速性的前提下最大限度的满足了稳定性的要求。 5 为实现连续磨矿过程经济最优运行，建立过程整体经济优 化指标，提出了连续磨矿过程分层优化控制方案。该方案由稳态的 指标设定和动态的设定值跟踪两部分组成，指标设定层在每个控制 周期计算使得经济优化指标最大的各子系统的控制变量最优设定值， 动态控制层实现控制变量最优设定值的稳定跟踪。基于现场调节数 据库的仿真结果表明，所提方案能够提高过程经济效益。 关键词铝土矿连续磨矿过程，支持向量机，粒级质量平衡，序贯模 块法，多模型预测控制，区间控制，乘子罚函数 A BS T R A C T B e n e f i c i a t i o no fd i a s p o r i cb a u x i t e , c r e a t e df i r s t l yi nC h i n a , i So n e o ft h en e wt e c h n o l o g i e st op r o c e s sh i g hs i l i c ab a u x i t e ，w h i c he l i m i n a t e s s o m es i l i c am i n e r a l st oi n c r e a s et h eg r a d eo ft h eo r e sS Ot h a tt h e ya r e s u i t a b l ef o rt h eB a y e rP r o c e s s ，t h u s ，t h eu t i l i z a t i o no fb a u x i t ei s i m p r o v e d ．G r i n d i n ga n dc l a s s i f i c a t i o np r o c e s si sav e r yi m p o r t a n tp a r to f t h eb e n e f i c i a t i o np r o c e s s ，w h i c hg r i n d st h ec o m m i n u t e do r e st os m a l l p a r t i c l e sa n dl i b e r a t e st h ea l u m i n af r o ms i l i c am i n e r a l sf o rc l a s s i f i c a t i o n a n dt h e nf l o a t a t i o n ．T h ee c o n o m i c a la n dt e c h n i c a li n d i c e so ft h e b e n i f i c a t i o np l a n ta r ed i r e c t l yi n f u e n c e db yt h eo p e r a t i o nc o n d i t i o no f g r i n d i n gp r o c e s s ．1 1 1 eo p t i m i z a t i o nc o n t r o lo fg r i n d i n gp r o c e s si st h e m o s td i r e c ta n de f f e c t i v em e t h o dt oi m p r o v et h ee c o n o m i cb e n e f i t so f c o n c e n t r a t o r ． D i a s p o r i cb a u x i t ec o m ef r o mm a n ym i n er e s o u r c e s ，t h eh a r d n e s s a n dg r a d eo ft h eo r e sv a r i e sf r e q u e n t l y ．A l lo ft h e s er e s u l ti nl a r g e f l u c t u a t i o no ft h eg r i n d i n gc i r c u i to fb a u x i t e ，l o we f f i c i e n c ya n dh i g h e n e r g yc o n s u m p t i o n ．B u i l d u n i t e q u i p m e n tm o d e l s ，r e a l i z e t h e o p t i m i z a t i o nc o n t r o lo fg r i n d i n gp r o c e s sa r ev e r yi m p o r t a n tf o rs t a b l e s l u r r y c o n c e n t r a t i o na n df i n e n e s s ，r e d u c ee n e r g yc o n s u m p t i o na n d i m p r o v eo v e r a l le c o n o m i ce f f i c i e n c y ．H o w e v e r t h eg r i n d i n gp r o c e s si sa t y p i c a lc o m p l e xi n d u s t r i a lp r o c e s s ，i n f l u e n c e db ym a n yf a c t o r s ，a n d e x i s ts t r o n gc o u p l i n g ．M e a n w h i l e ，t i m e v a r y i n go fs t e e l - b a l l l o a d i n g ， p a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no fm i l lf e e do r ea n dt h en a t u r eo ft h eo r em a k e i te v e nm o r ed i f f i c u l tt om o d e la n dc o n t r o lt h ep r o c e s s ． B a s e do nt h ei n d e p t hr e s e a r c ho ft h eb a u x i t eg r i n d i n gp r o c e s s ，t h i s p a p e rc e n t e r st h ep r o b l e m so fb a l l - m i l lp r o d u c tp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n p r e d i c t i v em o d e la n dp r o c e s so p t i m i z a t i o nc o n t r 0 1 ．T os o l v et h ep r o b l e m o ft h em i l lp r o d u c tf i n e n e s sd i m c u l to n ．1 i n ed e t e c t i o n ．ap a r t i c l es i z e d i s t r i b u t i o np r e d i c t i o n m o d e l i n gm e t h o db a s e do nl a b o r a t o r yb a t c h g r i n d i n ge x p e r i m e n t sw a sp r e s e n t e d ；f o rm ec h a r a c t e r i s t i c so fm i l l i n g p r o c e s so fb a u x i t e ，am u l t i o b j e c t i v e ，m u l t i ．m o d e lp r e d i c t i v ec o n t r o l ⅡI s c h e m eW a s p r o p o s e d ；f o rf r e q u e n t f l u c t u a t i o n so fo v e r f l o w c o n c e n t r a t i o na n df i n e n e s s ，az o n e - c o n t r o lm e t h o do fo v e r f l o ww a s p r o p o s e d ；a no v e r a l le c o n o m i co p t i m i z a t i o no b j e c t i v ea n dah i e r a r c h i c a l o p t i m i z a t i o nc o n t r o ls c h e m ew a sp r o p o s e dt oc a l c u l a t et h eo p t i r e a l t a r g e t ss e t t i n gr a n g e so fc o n t r o lv a r i a b l e sw h i c hr e a l i z et h ee c o n o m i c o p t i m a lo p e r a t i o no fg r i n d i n g c l a s s i f i c a t i o np r o c e s s ， T h em a i nr e s e a r c hw o r ka n di n n o v a t i v ea c h i e v e m e n t sa r el i s t e da s f o l l o w s 1 A sa na t t e m p tt os o l v et h ep r o b l e mo fm i l lp r o d u c tf i n e n e s s d i f f i c u l to n l i n ed e t e c t i o n ，ap a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o np r e d i c t i o nm o d e l i n g m e t h o do fm i l lp r o d u c tb a s e do nl a b o r a t o r yb a t c hg r i n d i n ge x p e r i m e n t s a n ds i z e - m a s sb a l a n c ef o rt h ec o n t i n u o u sg r i n d i n gp r o c e s so fb a u x i t ew a s p r e s e n t e d ．1 1 1 ev a l u em a t r i xo fb r e a k a g ed i s t r i b u t i o nr e p r e s e n t st h e m a t e r i a lp r o p e r t yw a sd e t e r m i n e db yl a b o r a t o r yw e tg r i n d i n g ；at i m e n o n l i n e a rb r e a k a g e - r a t em o d e lw a se s t a b l i s h e dt od e s c r i b et h en o n - - f i r s t o r d e rb r e a k a g eo fb a u x i t e ，d i f f e r e n tp a r a m e t e r so fb r e a k a g e r a t em o d e l w e r ed e t e r m i n e db yl a b o r a t o r y g r i n d i n gd a t aa n di n d u s t r i a lg r i n d i n g c o n d i t i o n sr e s p e c t i v e l y ；c o n s i d e rt h ed i f f e r e n c e si nr e s i d e n c et i m eo f p a r t i c l e s w i t hd i f f e r e n ts i z e i n t e r v a l s ，ar e s i d e n c et i m ed i s t r i b u t i o n p r o b a b i l i t yd e n s i t y f u n c t i o nw a s p r o p o s e d b a s e do n f l o w p a t t e r n c l a s s i f i c a t i o n ；f i n a l l yap a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o np r e d i c t i v em o d e lf o r i n d u s t r i a lb a l lm i l lo fd i a s p o r i cb a u x i t ew a se s t a b l i s h e d ．T h ei n d u s t r i a l t e s td a t av e r i f i c a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ea c c u r a c yo ft h em o d e lm e e t s t h en e e d so fa c t u a lp r o d u c t i o n ． 2 A sa na t t e m p tt o s o l v et h ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no f f i r s t - s a n d r e t u r nd i f f i c u l to n - l i n ed e t e c t i o n ，ap r o c e s ss i m u l a t i o nm e t h o d f o rg r i n d i n go fd i a lb a u x i t e p r o p o s e d 。啊‘Storg n n d m gp r o c e s sO tg m p o n cb a u x i t ew a sp r o p o s e g I l l sm e m o a。工 b a s e do ns e q u e n t i a lm o d u l a ra p p r o a c h ，u s i n gi t e r a t i v eo p t i m i z a t i o n m e t h o dt op r e d i c tt h ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no ff i r s t - s a n d - r e t u r nb y f i e l dc o n d i t i o n sa n du n i tm o d e lo fb a l l ．m i l la n dc l a s s i f i e r ．T h ef i e l dt e s t r e s u l t ss h o w 也a tt h ep r e d i c t i o na c c u r a c yo ft h i sm e t h o dm e e t st h en e e d s o fa c t u a lp r o d u c t i o n ，o v e r t o m et h es h o r t c o m i n g so rs o l i d s ‘f l o w - b a l a n c e 一 一●⋯●一●● m e t h o d ，w h i c hi sh i 曲l ys e n s i t i v et ot h ea c c u r a c y o fb a l lm i l lm o d e l ． 3 F o rc o n t i n u o u sg r i n d i n gp r o c e s so fb a u x i t ew i t hb a u x i t e o r e s c o m ef r o mm a n ym i n er e s o u r c e sa n dt h eg r a d eo ft h eo r e sv a r i e s f r e q u e n t l y , c o n s i d e r i n gh o wt od e c r e a s ep o w e rc o n s u m p t i o nO tb a l l 。m i l l ， 一 --●●●⋯●⋯ a m u l t i ．o b je c t i v e m u l t i ．m o d e l p r e d i c t i v e c o n t r o lm e t h o dw a s p r o p o s e d ．T 1 1 i sm e t h o df i r s t l yb u i l ds t a t es p a c ec o n c e n t r a t i o np r e d i c t i v e m o d e la n dw e i g h t e dm u l t i ．m o d e lf i n e n e s sp r e d i c t i v em o d e l ．T h e na m u l t i ．o b i e c t i v eo p t i m i z a t i o np r e d i c t i v ec o n t r 0 1m e t h o di S c o n s t r u c t e d w h i c hi n c l u d e sz o n ec o n t r 0 1o ft h ec o n c e n t r a t i o na n df i n e n e s so fb a l l m i l l p r o d u c t i o na n de c o n o m i co p t i m i z a t i o n ．A t l a s tm u l t i p l i e rp e n a l t yf u n c t i o n m e t h o dw a su s e dt os o l v et h e1 0 c a lo p t i m a lc o n t r o l l a wo ft h ec o n t r o l l e r ． 4 T or e a l i z et h ez o n e ．c o n t r 0 1o fo v e r f l o wc o n c e n t r a t i o na n d f i n e n e s so fs p i r a lc l a s s i f i e r , a nu n e q u a lz o n e - c o n t r o la l g o r i t h mo nt h e b a s i so fM P Ct h e o r yw a sp r o p o s e d ，d i f f e r e n tc o n t r o ls t r e n g t hw i l lb e i m p l e m e n t e dw h e nc o n t r o lv a r i a b l e sd e v i a t ef r o mu p p e ro rl o w e rl i m i to f q u a l i t yi n d e xz o n e ，n oc o n t r o la c t i o nw i l lb ei m p l e m e n t e dw h e nc o n t r o l v a r i a b l e sw i t h i nq u a l i t yi n d e xz o n e ．I nt h i sw a y , t h es t a b i l i t yc o n t r o lo f t h es p i r a lc l a s s i f i e ri sm a x i m a l l yg u a r a n t e e da sw e l la sc o n t r o lv a r i a b l e s q u i c k l yr e t u r n i n gt h ec o n t r o l - z o n e ． 5 I no r d e rt oa c h i e v et h ee c o n o m i co p t i m a lo p e r a t i o no fc o n t i n u o u s g r i n d i n g c l a s s i f i c a t i o np r o c e s s ，a n o v e r a l le c o n o m i c o p t i m i z a t i o n o b j e c t i v ea n dah i e r a r c h i c a lo p t i m i z a t i o nc o n t r o ls c h e m ew a sp r o p o s e d ． T h i ss c h e m ei sc o m p o s e do ft w op a r t s s t e a d y - s t a t et a r g e t ss e t t i n ga n d d y n a m i cs e tp o i n tt r a c k i n g ，i ne a c hc o n t r o lc y c l e ，t h eo p t i m a lt a r g e t s s e t t i n gr a n g e so fc o n t r o lv a r i a b l e sw i l lb ec a l c u l a t e di nt h et a r g e t ss e t t i n g l a y e rw h i c hm a x i m i z et h ee c o n o m i co p t i m i z a t i o no b je c t i v e ，t h e nt h e s t a b l et r a c k i n go ft h eo p t i m a ls e t t i n gr a n g e si sr e a l i z e di nt h ed y n a m i c c o n t r o ll a y e r ．D a t a b a s eo ff i e l da d j u s t m e n tb a s e ds i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w t h a tt h ep r o p o s e ds c h e m ec a ni m p r o v et h ee c o n o m i cb e n e f i to fg r i n d i n g p r o c e s s ． K E YW O R D S g r i n d i n g c l a s s i f i c a t i o np r o c e s sf o rd i a s p o r i cb a u x i t e ， s u p p o r tv e c t o rm a c h i n e ，s i z e - m a s sb a l a n c em o d e l ，s e q u e n t i a lm o d u l a r m e t h o d ，m u l t i p l em o d e lp r e d i c t i v ec o n t r o l ，z o n e - c o n t r o la l g o r i t h m ， m u l t i p l i e rp e n a l t yf u n c t i o n V 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I A B S T R A C T ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I I I 目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I 第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 课题来源及研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 球磨机模型研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．1 球磨机模型研究现状概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．1 粒级质量平衡模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 ．3 磨矿过程优化控制研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 ．4 本文的研究内容和结构安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 第二章铝土矿磨矿工艺分析及优化控制整体思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 2 ．1 铝土矿连续磨矿过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．1 ．1 选矿拜耳法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．1 ．3 连续磨矿过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 2 ．2 连续磨矿过程的主要影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．3 铝土矿连续磨矿过程存在的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 2 ．4 铝土矿连续磨矿过程优化控制框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 5 第三章基于分批试验的铝土矿连续球磨过程粒级分布预测模型⋯⋯⋯．．2 6 3 ．1 球磨过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．1 ．1 工艺简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．1 ．2 连续过程均匀数据采样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．1 ．3 数据协调⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 3 ．2 粒级质量平衡模型机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．3 球磨机出口矿浆粒级分布预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 1 3 ．1 建模框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．3 ．2 铝土矿分批磨矿试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 3 ．3 ．3 研究确定破碎分布函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 3 ．3 ．4 连续磨矿破碎速率的时间非线性模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 3 ．3 ．5 停留时间分布密度函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 3 ．3 ．6 铝土矿转换函数解模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 3 ．3 ．7 确定由工况决定的破碎速率模型参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 3 ．4 一级返砂粒级分布计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 3 ．4 ．1 入料粒级分布计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 3 ．4 ．2 回路平衡法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 3 ．4 ．3 序贯模块法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 3 ．5 模型工业试验数据验证结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 0 3 ．5 ．1 球磨机单元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 0 3 ．5 ．2 序贯模块法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 3 ．6 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 6 第四章铝土矿连续磨矿过程球磨机优化控制研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 4 ．1 球磨机优化控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 4 ．1 ．1 球磨机优化控制要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 4 ．1 ．2 球磨机优化控制框架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 4 ．2 预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 4 ．2 ．1 磨机浓度预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 4 ．2 ．1 排矿细度预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 4 ．3 多目标优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 4 ．3 ．1 控制目标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 4 ．3 ．2 优化算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 4 ．4 结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 4 ．4 1 仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 4 ．4 ．2 现场试验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 8 4 ．5 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7 9 第五章铝土矿螺旋分级机溢流浓细度区间控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。8 1 5 ．1 分级机溢流细度预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 5 ．2 分级机浓度预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3 5 ．2 ．1 溢流浓度影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3 5 ．2 ．2 动态矩阵模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3 5 ．2 ．3 溢流浓度阶跃响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 6 5 ．3 溢流浓度区间控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 6 5 ．3 ．1 动态矩阵控制原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 6 5 ．3 ．2 溢流浓度控制目标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 8 5 ．3 ．3 控制算法求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯