長(zhǎng)距離礦漿管道輸送過程檢測(cè)與控制關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、長(zhǎng)距離礦漿管道輸送方式具有輸送能力大、耕地占用少、不受氣候條件限制、節(jié)能減排等許多優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)礦產(chǎn)資源需求的增加，長(zhǎng)距離礦漿管道輸送的應(yīng)用日益廣泛。然而礦漿管道輸送過程中可能出現(xiàn)淤積、堵塞，嚴(yán)重磨損等問題，礦漿管道輸送流速等重要參數(shù)的測(cè)控是解決上述問題的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)已建的長(zhǎng)距離礦漿管道輸送測(cè)控系統(tǒng)多由外國(guó)公司提供專有設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)已應(yīng)用的技術(shù)不能確保所有工況下礦漿管道輸送流速的準(zhǔn)確檢測(cè)，復(fù)雜工況下礦漿管道輸送過程的控制水平

2、亟待提高。本論文依托國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題《復(fù)雜地形礦漿管道輸送安全運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)問題研究》，將礦漿管道輸送工藝技術(shù)與測(cè)控技術(shù)兩個(gè)研究領(lǐng)域融合在一起，通過理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合，旨在提供礦漿管道輸送系統(tǒng)在復(fù)雜工況下準(zhǔn)確的智能檢測(cè)與自動(dòng)控制的關(guān)鍵技術(shù)。主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面:
　　1、分析了長(zhǎng)距離復(fù)雜地形礦漿管道輸送工藝流程及參數(shù)，研究了管道輸送特性。提出了管道輸送過程混雜控制系統(tǒng)框架，分析了輸送過程混雜控制中的難點(diǎn)。通

3、過管道輸送流速控制各環(huán)節(jié)的建模，及輸送管道動(dòng)態(tài)模型的分析，說明了長(zhǎng)距離管道輸送流速控制具有非線性、參數(shù)時(shí)變、多輸入、多輸出、強(qiáng)耦合的傳遞延遲特性，提出并建立了連續(xù)方式的輸送流速控制流程模型。
　　2、通過理論與實(shí)驗(yàn)，研究了礦漿管道輸送中單一采用電磁流量計(jì)檢測(cè)流速產(chǎn)生虛假數(shù)據(jù)的原因。確定與提取了與礦漿輸送流速相關(guān)的特征量:差壓波動(dòng)系數(shù)、流量波動(dòng)系數(shù)等，分析其與流速的相關(guān)性。提出了一種多傳感器數(shù)據(jù)融合與識(shí)別的礦漿流速檢測(cè)技術(shù)。將FCM

4、AC結(jié)合AdaBoost應(yīng)用于流速值的虛假數(shù)據(jù)識(shí)別，提出了改進(jìn)的AdaBoost-FCMAC識(shí)別算法作為虛假數(shù)據(jù)識(shí)別器，根據(jù)從多個(gè)傳感器提取的特征對(duì)檢測(cè)的流速數(shù)據(jù)進(jìn)行真假辨別和修正處理。通過試驗(yàn)驗(yàn)證該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下的流速準(zhǔn)確實(shí)時(shí)檢測(cè)。
　　3、針對(duì)工業(yè)多泵站管道批量輸送方式工況頻繁變化的復(fù)雜過程，提出了基于復(fù)合逆控制的仿人多模態(tài)輸送流速控制器。分析了仿人多模態(tài)控制器從特征辨識(shí)到多模態(tài)控制輸出的映射關(guān)系，給出了全工況的推理過程

5、。針對(duì)某一特定工況段，分析了管道輸送流速調(diào)節(jié)系統(tǒng)可逆性，采用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立其逆模型，說明了復(fù)合逆控制的實(shí)現(xiàn)。通過計(jì)算機(jī)仿真和試驗(yàn)等方式驗(yàn)證了控制器的性能，證明控制結(jié)構(gòu)與算法的有效性。
　　4、研究了具有特殊瞬態(tài)特性的帶漿停泵再啟動(dòng)過程。為了確保輸送系統(tǒng)能從故障后特殊工況下安全啟動(dòng)，分析了啟動(dòng)過程的輸送系統(tǒng)各部分啟動(dòng)特性和控制規(guī)律。提出了一種智能識(shí)別與切換控制的帶漿再啟動(dòng)控制方法，經(jīng)過智能識(shí)別診斷，采用預(yù)定基準(zhǔn)值與調(diào)節(jié)值相結(jié)合，實(shí)

6、現(xiàn)了變步長(zhǎng)與變?cè)隽康碾A梯式再啟動(dòng)控制。通過試驗(yàn)基地帶漿停泵再啟動(dòng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了所研究的方法可確保管道輸送系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間停泵后實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　5、在模擬我國(guó)某長(zhǎng)距離管線特征建立的復(fù)雜地形漿體管道輸送試驗(yàn)基地上，開發(fā)了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的基于混雜遞階思想的全工況智能測(cè)控系統(tǒng)。測(cè)控系統(tǒng)完成了多傳感器融合檢測(cè)與智能控制方法實(shí)用化應(yīng)用;進(jìn)行礦漿管道輸送特性與參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了模擬工業(yè)化的不同條件下全自動(dòng)化的多泵礦漿輸送測(cè)控，驗(yàn)證了提出控制算