串级浮选槽液位的前馈控制设计方法.pdfVIP

2010年第6期 有色金属(选矿部分) ·41· 串级浮选槽液位的前馈控制设计方法 王 赫 ，李映根 ，王焕钢 ，徐文立 (1．清华大学 自动化 系，北京 100084；2．北京矿冶研究总院，北京 100070) 摘 要：串级浮选槽液位的稳定性直接影响浮选生产质量，但由于各槽液位变化相互影响，目前现场广泛应用的常规 PID控制效果较差。对此，本文提出了一种PID控制器参数整定方法，有效减小了液位调节过程中各槽的相互影响，并辅 以一种前馈控制以增加液位调节速度。工业现场试验结果证明了本文所提方法简单易用 ，并且具有优 良的控制性能。 关键词 ：串级浮选槽；液位控制；前馈控制；PID控制 中图分类号：TD456；TD928．9 文献标识码：A 文章编号：1671—9492(2010)06—0041—04 浮选过程是选矿生产的重要环节之一，串级浮 选槽矿浆液位的稳定性直接影响了浮选生产指标。 实际浮选系统由多个浮选槽串联组成，每个浮选槽 人 口流量扰动导致的液位波动会沿浮选槽逐级传 递，这给浮选槽液位控制提出了挑战 [1-2]。为了更 好地控制浮选槽液位 ，文献 ]设计了模糊 PID 图1 串级浮选槽示意图 控制器，但是控制参数调节过程中忽视了浮选槽系 统之间的相互影响，并不能达到预期的控制效果。 Fig．1 Schematicdiagram ofcascadedflotation 为了减小浮选槽之间相互影响，文献 中提出 system 了缵陛二次最优控制和前馈控制等多变量控制方法 以及多槽浮选作业液位控制的逆系统方法，并给出 浮选槽串联而成 ，第 个浮选槽的液位用 i表示 了仿真结果，但是这些方法过于复杂，不易现场应 (l，2，…，8)，第 i个槽的阀门开度用 13,表示 ， 用推广。由于结构算法相对简单 ，现场广泛采用 浮选槽系统上游输入流量用 表示 ，为了便于分 PID控制方法 ，实际中该方法调节效果不好往往是 析，假设相邻两个浮选槽之间的流量系数相同，都 由于PID参数调节不当，如果找到一个合适的参数 用K表示，A表示浮选槽的等效横截面积。浮选槽 调节规律，其效果还可以改善。本文提出了一种 系统的数学模型为： PID控制器参数整定方法，改善了控制效果，并且 = }(g—KuX／—hl-h—2+c1) 口 A 辅以常系数前馈控制提高了调节速度。常系数前馈 dhi= 一1(KuiX,／—hl-h2—+ci 控制简化了控制结构 ，使得控制方法便于现场实 下 - I _ !一地 嗣 )2，…，7(1) 口 A 施 。工业现场试验结果表明这种控制方法具有很强 = 1(Ku7N／／—h7-h—s+c7-Ku8 ) 的抗干扰性，适宜推广。 o ^ 方程 (1)中％ (i=1，2，…，7)为第 i级浮 1 串级浮选槽模型 选槽与第 i级 i+1浮选槽的物理高差，C为最后一级 串级浮选槽 由相同的浮选槽串联而成 ，矿浆 由 浮选槽与下一生产环节的物理高差， (i=1，2，…， 第 1个浮选槽流人，从最后一个浮选槽流