一、球磨機(jī)-旋流器閉路環(huán)節(jié)自動控制
Ⅰ段磨礦分級環(huán)節(jié)由Ⅰ段球磨機(jī)一水力旋流器組成，是整個磨選工藝流程的入口 ，其工作狀態(tài)的好壞對選礦工藝指標(biāo)、能源消耗以及生產(chǎn)成本的影響至關(guān)重要。由于我國選礦行業(yè)在綜合配礦方面大都沒有較好的措施，所以造成入磨礦石性質(zhì)變化頻繁，這樣就給磨礦分級環(huán)節(jié)的自動控制帶來很大難度，況且影響這一環(huán)節(jié)的因素很多，所以這一環(huán)節(jié)成了一種時變的非線性的強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。為了充分挖掘磨礦分級作業(yè)的內(nèi)在潛力，尋求高效的有效途徑，對磨礦分級實現(xiàn)自動控制具有十分重要的意義。

二、球磨機(jī)-旋流器閉路環(huán)節(jié)模糊前饋解耦控制
在Ⅰ段球磨機(jī)一旋流器組成的閉路環(huán)節(jié)中，球磨機(jī)和旋流器在控制上存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系，因此需要設(shè)計解耦控制系統(tǒng)，將球磨機(jī)一旋流器閉路環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)分解成為球磨機(jī)控制系統(tǒng)和旋流器控制系統(tǒng)。

前饋補(bǔ)償具有結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易，效果顯著且應(yīng)用廣泛的優(yōu)點。對數(shù)學(xué)模型無法精確確定的控制對象。模糊控制能夠從現(xiàn)場經(jīng)驗中提取規(guī)則，對被控對象實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。自校正系統(tǒng)可以對被控對象不斷地進(jìn)行采樣、對控制效果進(jìn)行估計、對控制規(guī)則和參數(shù)進(jìn)行校正，使整個系統(tǒng)性能趨向完善。

三、Ⅰ段球磨機(jī)的給礦自校正模糊控制器設(shè)計
由于球磨機(jī)磨礦過程的復(fù)雜性和參數(shù)的時變性及大滯后特性，無法定量地判斷球磨機(jī)的工作狀態(tài)和礦石的性質(zhì)，只能定性地或趨勢性地判斷，這種判斷是無法實現(xiàn)球磨機(jī)的精確控制的。要發(fā)揮球磨機(jī)的磨礦效率，就必須對球磨機(jī)的球荷球比、球磨機(jī)充填率、球磨機(jī)磨礦濃度、礦石特性等因素進(jìn)行充分考慮，才能實現(xiàn)對球磨機(jī)的精確控制。

實際生產(chǎn)過程中，反映球磨機(jī)磨礦狀況的參數(shù)很多。其中主要包括磨音頻譜、球磨機(jī)功率、旋流器的沉砂量等。在控制過程中，這些參數(shù)作為球磨機(jī)模糊控制器的輸入，而模糊控制器的最后輸出是球磨機(jī)給礦量和給水量。這些輸出值經(jīng)處理后作為PID控制器的輸入，PID控制器的輸出，指導(dǎo)系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。球磨機(jī)控制原理見圖2。

球磨機(jī)模糊控制的主要自動化儀器有磨音、功率變送器、流量計、濃度計、變頻器、皮帶電子枰等。主要控制思想是保證球磨機(jī)入口濃度，球磨機(jī)入口主要有給礦量（含水率3%）、給礦水量、旋流器沉砂量3部。前兩者可以直接測量，后者通過旋流器給礦流量計、濃度計，溢流流量計、濃度計間接計算得出，從而完成球磨機(jī)濃度控制。

模糊控制規(guī)則是人們對被控環(huán)節(jié)認(rèn)識的模糊信息的歸納和操作經(jīng)驗的總結(jié)。然而，由于球磨機(jī)的工作機(jī)理復(fù)雜、非線性、高階次、時變性以及隨機(jī)干擾等因素，造成模糊規(guī)則的粗糙或不完善，就會不同程度的影響控制效果。針對這種情況，設(shè)計了球磨機(jī)自校正模糊控制器，球磨機(jī)自校正模糊控制器的原理見圖4。

模糊控制器經(jīng)過模糊運算和模糊推理，并根據(jù)推理結(jié)果，給出一種適合此時球磨機(jī)狀況的給礦控制方案。同時自校正模糊控制器通過采樣、估計、校正等處理，使得模糊控制參數(shù)和規(guī)則在控制過程中自動的調(diào)整、修改和完善，從而使系統(tǒng)的控制性能不斷改善，達(dá)到最佳的控制效果。

四、旋流器自適應(yīng)模糊控制
旋流器控制的主要目的是保證其溢流濃度、沉砂濃度及其處理量。旋流器的控制是一個復(fù)雜的控制過程，主要體現(xiàn)在3個方面：

①泵池液位、給礦濃度、給礦壓力、給礦組成任一因素發(fā)生變化，均會導(dǎo)致旋流器原有控制平衡被破壞；
②給礦濃度、給礦壓力均影響旋流器溢流濃度指標(biāo)，當(dāng)溢流濃度指標(biāo)發(fā)生變化時，無論調(diào)節(jié)給礦濃度還是調(diào)節(jié)給礦壓力(往往是同時調(diào)節(jié)），調(diào)節(jié)幅度均無法精確定義，并且要考慮泵池液位、球磨機(jī)負(fù)荷的變化；
③由于磨礦生產(chǎn)工藝過程的時變性和不確定性，也導(dǎo)致旋流器各工藝參數(shù)的時變性和不確定性。

五、旋流器模糊解耦控制
旋流器控制系統(tǒng)中，泵池補(bǔ)加水的調(diào)節(jié)會導(dǎo)致旋流器的溢流濃度的變化，同時也會影響泵池液位的變化;給礦壓力的調(diào)節(jié)會導(dǎo)致旋流器的溢流濃度的變化，同時也會影響泵池液位的變化。由此可見旋流器的給礦壓力和給礦濃度調(diào)節(jié)是一對耦合的因素，需要對其進(jìn)行解耦。模糊控制對控制對象不需要精確數(shù)學(xué)模型，能夠從現(xiàn)場經(jīng)驗中提取規(guī)則，對被控對象實現(xiàn)模糊控制。

模糊解耦控制系統(tǒng)將檢測到的旋流器溢流濃度、給礦濃度、給礦壓力及礦漿池液位的信號作為旋流器模糊控制器輸入，模糊控制器經(jīng)過模糊運算和模糊推理，并根據(jù)推理結(jié)果，給出一種適合此時旋流器工作的模糊解耦控制方案。即系統(tǒng)在改變泵池補(bǔ)加水量的同時，通過另外一個模糊算法去改變旋流器的給礦壓力，其作用就是要消除由于補(bǔ)加水量的改變，導(dǎo)致泵池液位的改變。同樣，當(dāng)調(diào)節(jié)旋流器給礦壓力的同時，系統(tǒng)通過另一個模糊算法去改變泵池補(bǔ)加水量，其作用就是要消除由于給礦壓力的改變，導(dǎo)致泵池液位的改變。

六、旋流器自校正模糊控制
設(shè)計了旋流器自校正模糊控制器，使模糊控制參數(shù)和規(guī)則在控制過程中可自動的調(diào)整、修改和完善，從而使系統(tǒng)的控制性能不斷改善，達(dá)到最佳的控制效果。旋流器自校正模糊控制器原理見圖5。

旋流器控制要點主要為液位控制、壓力控制和溢流濃度控制。液位控制由人工設(shè)置安全液位。在安全液位范圍內(nèi)，補(bǔ)加水及頻率均不參與調(diào)節(jié)液位；

安全范圍外到高低報警之間，變頻器參與控制液位，但是頻率的調(diào)節(jié)范圍要保證旋流器工作在合理的壓 力范圍內(nèi)；液位高低報警之外，變頻器優(yōu)先保證液位進(jìn)行調(diào)頻，發(fā)生冒礦時，自動切斷補(bǔ)加水，打空泵時，增加補(bǔ)加水到設(shè)定的最大值。壓力控制為在安全液位范圍內(nèi)優(yōu)先保證壓力，實行定壓控制；安全范圍外到高低報警之間，保證在旋流器工作在正常工作范圍內(nèi)；液位高低報警之外，放棄壓力控制，優(yōu)先液位。溢流濃度控制把球磨機(jī)認(rèn)為是一個進(jìn)出平衡的黑匣子，設(shè)定一個旋流器溢流濃度，通過給礦量、給礦水的檢測值，間接計箅出應(yīng)該配比補(bǔ)加水的水量的計算值，再根據(jù)旋流器溢流濃度計檢測的濃度值，再進(jìn)行微凋補(bǔ)加水。

安全范圍外到高低報警之間，變頻器參與控制液位，但是頻率的調(diào)節(jié)范圍要保證旋流器工作在合理的壓力范圍內(nèi)；液位高低報警之外，變頻器優(yōu)先保證液位進(jìn)行調(diào)頻，發(fā)生冒礦時，自動切斷補(bǔ)加水，打空泵時，增加補(bǔ)加水到設(shè)定的最大值。壓力控制為在安全液位范圍內(nèi)優(yōu)先保證壓力，實行定壓控制；安全范圍外到高低報警之間，保證在旋流器工作在正常工作范圍內(nèi)；液位高低報警之外，放棄壓力控制，優(yōu)先液位。溢流濃度控制把磨機(jī)認(rèn)為是一個進(jìn)出平衡的黑匣子，設(shè)定一個旋流器溢流濃度，通過給礦量、給礦水的檢測值，間接計算出應(yīng)該配比補(bǔ)加水的水量的計算值，再根據(jù)旋流器溢流濃度計檢測的濃度值，再進(jìn)行微調(diào)補(bǔ)加水。