无模型自适应预测控制在磨矿过程中的应用研究

摘要

磨矿过程是选矿工艺的中间过程，通过物理的研磨将矿石中的有用矿物和无用脉石充分解离以供下一工序的使用，该控制过程具有多变量、非线性、耦合性等复杂特征，单靠人工操作很难达到理想的工作状态。而磨矿作业指标直接影响后序工序的产品质量甚至最终选别指标。因此，实现磨矿过程的自动控制是当前磨矿领域重要的研究内容之一，对社会生产发展具有重要意义。
　　针对磨矿过程的控制目标和难点，将整个磨矿控制分成几个简单的控制回路。基于数据的无模型自适应控制方法，具有极强的鲁棒性，在线调整参数很少，非常适用于工业现场。本文基于无模型自适应控制，提出与预测控制相结合的无模型自适应预测控制，分别应用于磨矿过程控制的单回路控制器及主控制器的设计，并在MATLAB环境下完成了仿真实验，取得了理想的控制效果。
　　本文依托流程工业自动化综合实验平台磨矿过程控制的无模型自适应预测控制策略进行实验验证，并对磨矿过程自动控制系统的整体实现进行了详细的介绍，包括建立系统机理模型、模拟执行机构与检测装置特性、编写回路控制程序、运行WinCC监控软件、运行控制软件。观察流程工业自动化实验平台的实验结果，无模型自适应预测控制取得了满意的控制效果，验证了基于回路控制的控制策略的有效性，具有一定的实用价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 相关领域的研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文的结构安排

第二章 磨矿过程描述及分析

2.1 磨矿工艺流程

2.2 磨矿机理分析

2.3 控制目标与控制难点

2.4 小结

第三章 无模型自适应预测控制在磨矿过程中的应用

3.1 基本概念

3.2 无模型自适应控制

3.3 无模型自适应预测控制

3.4 仿真比较

3.5 无模型自适应预测控制在磨矿过程中的应用

3.6 小结

第四章 磨矿过程控制策略的研究

4.1 基础回路控制方法

4.2 磨矿过程控制策略

4.3 磨矿过程控制策略的实验仿真

4.4 小结

第五章 无模型自适应预测控制在磨矿控制中的应用

5.1 仿真平台

5.2 磨矿过程控制仿真实验

5.3 无模型自适应预测控制策略在运行控制系统中的应用

5.4 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的科研成果

致谢