【摘要】：在高寒地區(qū),容易出現(xiàn)大風(fēng),大雪天氣,在生物氧化冶金過程中,溫度又是氧化槽內(nèi)細(xì)菌生存的重要條件。氧化槽內(nèi)的微生物在適宜的溫度范疇下最終以對數(shù)曲線的形式繁殖,繁殖率較高,活性較大,如果溫度不是處于這個范圍內(nèi),微生物的生長曲線則是非線性的,甚至?xí)セ钚�、停止生長。因此需確保細(xì)菌生活在恰當(dāng)?shù)臏囟确懂犞惺欠浅ｊP(guān)鍵的。氧化槽是微生物生長的關(guān)鍵部分,但是氧化槽內(nèi)的溫度控制比較復(fù)雜,尤其對溫度的精準(zhǔn)控制是比較困難的。所以為了解決高寒地區(qū)生物氧化預(yù)處理多級氧化槽溫度調(diào)節(jié)差異較大的問題,本文的研究內(nèi)容如下:本文通過結(jié)合實驗室參加的工藝項目,以高寒地區(qū)密集型多級氧化槽為研究對象,對密集型多級氧化槽溫度協(xié)同控制進(jìn)行研究。本文首先對單一氧化槽換熱系統(tǒng)循環(huán)泵電機使用PSO優(yōu)化的PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法來保障氧化槽溫度控制的準(zhǔn)確性,在此基礎(chǔ)上,采取基于最大誤差的速度動態(tài)補償協(xié)同控制方法,用于密集型多級氧化槽系統(tǒng),建立速度動態(tài)補償協(xié)同控制模型,并對其進(jìn)行模擬仿真,結(jié)果表明該方法能夠精確的控制多級氧化槽的溫度,滿足高寒地區(qū)特殊氣象條件下的工藝要求。為了能夠更進(jìn)一步地驗證本課題所采用的方法的可行性和先進(jìn)性,本文利用西門子實驗室的現(xiàn)有設(shè)備搭建了多級氧化槽溫度協(xié)同控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺。通過上位監(jiān)控界面的搭建,能夠得到測試數(shù)據(jù)并記錄在案。通過測試的數(shù)據(jù)可以清晰的看到換熱管內(nèi)水流量對槽內(nèi)溫度的影響,溫度調(diào)節(jié)差異較大,最后的實驗成果驗證了本次課題所采用的方法的準(zhǔn)確性與卓越性。該研究成果為高寒地區(qū)生物冶金工藝的精準(zhǔn)控制提供了新的思路和方法。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TF18
【圖文】：

圖 2-2 工藝流程圖建立在上面的工藝基礎(chǔ)之上，為了縮短氧化槽內(nèi)微生物氧化反應(yīng)的時間，提高冶金率，本文對目前氧化冶金的工藝進(jìn)行了改進(jìn)。主要是在已有的工藝中增加了多級氧化槽溫度協(xié)同控制，微生物多級氧化處理，浮選等工序。設(shè)計了溫度協(xié)同控制器，螺旋式換熱管等裝置。將控制換熱系統(tǒng)循環(huán)泵電機的 PID 控制器改進(jìn)為 PSO 優(yōu)化的 PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。改進(jìn)以后的工藝流程圖如下：

圖 3-1 PSO 尋優(yōu)示意圖法在做優(yōu)化的進(jìn)程中需要計算粒子的 fitness，經(jīng)過追蹤全局極i 升級自身[55]。粒子 i 按照下列方程可以改變自身的位置和速度( 1) ( ) ( 1)i i iX t X t V t 1 1 2 21) ( ) [ ( ) ( )] [ ( ) ( )]i i i g i w V t c r P t X t c r P t X t( )i t 表示第 i 個微粒 t 時刻的速度，w 表示慣性權(quán)重，1 2c ,c 表示1 2c c，1r 和2r 代表（0,1）的任意數(shù)， ( )iX t 代表第 i 個微粒 2 PSO 算法的優(yōu)化項目里面，PSO 算法的優(yōu)化被認(rèn)為是公式里面參數(shù)的優(yōu)化。w的優(yōu)化性權(quán)重，用來保障目前速度保持恒定的參數(shù)，所以 w 是非負(fù)數(shù)

圖 3-3 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖首先NNI 在線識別受控對象，并實時修改 NNC的權(quán)值，令系統(tǒng)具備自適，控制效果極佳�？刂破鞯臉�(gòu)成主要是兩部分：PID 控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，PID 控制器,,P i d K K 執(zhí)行參數(shù)設(shè)置；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器（NN）主要經(jīng)過自己的再學(xué)習(xí)能力權(quán)系數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，令控制器進(jìn)一步穩(wěn)定，使 PID 的參數(shù)達(dá)到最優(yōu)。PID 控制器的關(guān)系是：2( ) ( 1) ( ) ( ) ( )p i du k u k K e k K e k K e k（3上式中， , ,p i dK K K 代表比例系數(shù)，積分系數(shù)，微分系數(shù)。將 , ,p i dK K K 看調(diào)參數(shù)，則：2( ) [ ( 1), , , , ( ), ( ), ( )]p i du k f u k K K K e k e k e k（3式（3-4）中 f [ ] 式子能夠通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尋到一個最適宜的控制關(guān)系。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2773784