稀土萃取分離過程組分含量控制方法研究.pdf

1、稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源，有“工業(yè)味精”、“新材料之母”之稱，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中應(yīng)用日益廣泛。我國(guó)稀土儲(chǔ)量以及產(chǎn)量居世界首位，目前國(guó)內(nèi)絕大部分稀土企業(yè)采用溶劑萃取法進(jìn)行稀土萃取分離，然而離線分析，經(jīng)驗(yàn)控制，手動(dòng)操作運(yùn)行模式嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品批量穩(wěn)定性。因此，擁有一條稀土生產(chǎn)工業(yè)的自動(dòng)化控制生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)我國(guó)稀土工業(yè)的改造，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是我國(guó)稀土行業(yè)的迫切需要。
　　本文從稀土萃取過程組分含量控制難的角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)

2、場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，采用“分液漏斗法”模擬萃取過程萃取槽體組分含量動(dòng)態(tài)分布的方式修正現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法建立稀土萃取過程模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了控制器。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、以某稀土企業(yè)CePr/Nd萃取生產(chǎn)線為研究對(duì)象，根據(jù)串級(jí)萃取理論設(shè)計(jì)CePr/Nd萃取過程的工藝參數(shù)，采用符合實(shí)際生產(chǎn)要求的“分液漏斗法”模型數(shù)據(jù)修正現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，以保證建模數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完備性；
　　2、根據(jù)稀土萃取運(yùn)行過程具有非線性、建立

3、數(shù)學(xué)模型難的特點(diǎn)，本文采用能將非線性過程局部線性化，可由多個(gè)線性子模型代替整個(gè)非線性過程的多模型方法進(jìn)行建模。首先依據(jù)稀土萃取過程樣本數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用減法聚類算法對(duì)建模數(shù)據(jù)分類，得到模型個(gè)數(shù)，對(duì)各子模型參數(shù)采用遞推最小二乘法辨識(shí)，然后，根據(jù)所建模型設(shè)計(jì)多模型切換策略以及廣義預(yù)測(cè)控制器，最后通過仿真實(shí)驗(yàn)總結(jié)了不同擾動(dòng)情況下的控制規(guī)律；
　　3、針對(duì)稀土萃取分離現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)組分含量可在一定區(qū)間范圍變化的特點(diǎn)，提出了組分含量區(qū)間控制方法。

4、由于在多模型建模過程中，存在多模型切換不穩(wěn)定問題，本文采用回聲狀態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)稀土萃取過程建模，該模型具有非線性逼近能力強(qiáng)，并能解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)記憶漸消問題。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型和 CePr/Nd萃取過程的特點(diǎn)，設(shè)定符合CePr/Nd萃取過程的區(qū)間控制策略，并據(jù)此結(jié)合廣義預(yù)測(cè)控制算法設(shè)計(jì)了組分含量區(qū)間控制器，通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了所提方法的有效性。
　　本文采用多模型方法和區(qū)間控制方法對(duì)稀土萃取過程進(jìn)行了建模與控制研究，通過實(shí)驗(yàn)仿真，