一種用于煤泥水沉降的上料方法與流程

本發明涉及煤泥水沉降，尤其涉及一種用于煤泥水沉降的上料方法。

背景技術：

1、煤泥水沉降是指在煤礦采煤過程中，廢水中所含有的煤塵和礦渣等固體顆粒經過一定時間的沉淀，使固體顆粒沉積到底部，從而將水與沉積物分離的過程。在煤泥水沉降過程中，通常將產生的煤泥水排入至沉降池內對煤泥水進行沉降，將煤泥水排入至沉降池的過程稱之為上料，上料對沉降效果起著至關重要的作用，上料的流速過大，容易對已經產生沉降的沉積物產生沖擊，影響沉降效果，上料的流速過小，延長了廢水的排放的時間，降低了沉降效率，通過精確控制上料的流速，可以在保證沉降效果的前提下，提高沉降效率，有效分離固體顆粒和水，從而實現有效的廢水處理和資源回收。

2、公開號為cn115852345a的中國專利申請文件公開了一種基于積分分離pid算法的ald設備溫度控制方法。包括步驟s1、根據ald設備溫升曲線，獲得系統的目標函數；s2、以matlab中的simlink模塊為工具，分析目標函數的控制算法及積分分離pid算法的積分項開關系數，調節pid算法的各參數；s3、運用所述一種基于積分分離pid算法的ald設備溫度控制方法對溫度進行控制。

3、pid算法是結合比例、積分和微分三種環節于一體的控制算法，上述方案中對積分項進行調節。但是在利用pid算法對上料流速進行調節時，

4、比例系數過小，上料流速控制作用弱的情況，過渡到最優流速的過程較慢；而比例系數過大，產生振蕩的可能程度高，系統穩定差，都會導致上料流速不佳使得煤泥水沉降效率降低。

5、如何選擇最佳的比例系數控制煤泥水上料流速使泥水的沉降效果達到最優是當下需要解決的技術問題。

技術實現思路

1、為了解決如何選擇最佳的比例系數控制煤泥水上料流速的問題，本發明提供一種用于煤泥水沉降的上料方法。

2、一種用于煤泥水沉降的上料方法，包括步驟：

3、計算pid算法中的最佳比例系數，利用pid算法調節未來時刻的上料流速使其達到最佳上料流速；

4、其中，最佳比例系數的計算方法為：

5、設置初始比例系數，獲得初始比例系數對應的調節時段以及調節時段中各個時刻的上料流速；

6、根據每個時刻的上料流速利用預設的預測模型得到未來時刻的沉降質量，將相鄰兩個時刻的沉降質量的差值作為收斂效率；

7、計算比例系數的優選度，優選度與收斂效率的絕對值、調節時間兩者之和負相關；

8、迭代更新初始比例系數獲得多個比例系數，并分別計算每個比例系數的優選度，將優選度最大的比例系數作為未來時刻pid算法的最佳比例系數。

9、計算出不同比例系數的優選度，根據優先度獲得最佳的比例系數，根據最佳的比例系數對下一時刻的上料流速進行調節，能夠在最短時間內將上料流速調節至最佳上料流速，且調節過程中震蕩的間隔較短，調節震蕩較快，改善了煤泥水的沉降效果。

10、優選的，沉降質量的表達式為：

11、

12、式中，為第個時刻煤泥水的沉降質量；為第個時刻上清液的分離效率；為第個時刻沉積物沉淀效率；（）為線性歸一化函數。

13、通過公式能夠準確地計算出煤泥水的沉降質量，便于對預測模型進行訓練。

14、優選的，比例系數的優選度的表達方式為：

15、

16、式中，表示第個比例系數的優選度；表示第個比例系數對應的pid算法使上料流速收斂的調節時間；表示時刻沉降質量收斂效率；表示以第個比例系數對應的pid算法使上料流速收斂時第一次出現收斂效率小于0時的時刻；為線性歸一化函數。

17、優選的，比例系數的優選度的表達方式為：

18、

19、式中，表示第個比例系數的優選度；表示第個比例系數對應的pid算法使上料流速收斂的調節時間；表示時刻沉降質量收斂效率；表示以第個比例系數對應的pid算法使上料流速收斂時第一次出現收斂效率小于0時的時刻；為線性歸一化函數。

20、通過公式能夠準確計算出比例系數的優選度，便于選取最佳的比例系數。

21、優選的，預測模型的獲得方法為：

22、構建神經網絡模型，獲取訓練集，所述訓練集包括多組參數序列，每組參數序列均設置相應的標簽，標簽為沉降質量；

23、將訓練集輸入至預先構建的神經網絡模型，計算輸出的沉降質量與標簽之間的均方誤差損失函數；

24、用梯度下降法調整預測模型參數最小化輸出值與標簽之間的誤差，迭代調整預測模型的參數，直至均方誤差損失函數小于設定值或達到預設的迭代次數，得到訓練好的預測模型。

25、通過預測模型能夠預測下一時刻各參數序列對應的沉降質量，從而便于選出下一時刻最優的上料流速，使得煤泥水的沉降效果達到最優。

26、優選的，參數序列包括煤泥水的上清液清晰度、沉積物高度、值、溫度、濃度和上料流速。

27、煤泥水的上清液清晰度、沉積物高度、值、溫度、濃度對煤泥水的沉降具有較大的影響，通過選取煤泥水的相關參數，便于后續準確預測沉降質量。

28、優選的，根據每個時刻的上料流速利用預測模型預測沉降質量的方法為：

29、獲取當前時刻煤泥水的上清液清晰度、沉積物高度、值、溫度、濃度；獲取調節過程中每個時刻的上料流速，然后構建參數序列，每個時刻對應一個參數序列；

30、將每個時刻的參數序列輸入至預測模型獲得每個時刻的沉降質量。

31、優選的，最佳上料流速的獲得方法為：

32、獲取當前時刻煤泥水的上清液清晰度、沉積物高度、值、溫度、濃度，設置初始上料流速構建參數序列；

33、迭代更新參數序列中的上料流速，獲得多個參數序列；

34、將多個參數序列依次輸入至預測網絡模型獲得多個沉降質量；

35、將最大數值的沉降質量對應的參數序列中的上料流速作為未來時刻的最佳上料流速。

36、本發明具有以下技術效果：

37、根據預測模型選取出最佳的上料流速，利用pid算法以最佳上料流速為控制目標，迭代選出不同的比例系數，然后計算出不同比例系數的優選度，根據優先度獲得最佳的比例系數，利用最佳的比例系數對應的pid算法對下一時刻的上料流速進行調節，能夠在最短時間內將上料流速調節至最佳上料流速，且調節過程中產生震蕩的時間較多，改善了煤泥水的沉降效果。

技術特征：

1.一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據權利要求1所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，沉降質量的表達式為：

3.根據權利要求1所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，比例系數的優選度的表達方式為：

4.根據權利要求1所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，比例系數的優選度的表達方式為：

5.根據權利要求1所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，預測模型的獲得方法為：

6.根據權利要求5所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，參數序列包括煤泥水的上清液清晰度、沉積物高度、值、溫度、濃度和上料流速。

7.根據權利要求6所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，根據每個時刻的上料流速利用預測模型預測沉降質量的方法為：

8.根據權利要求6所述的一種用于煤泥水沉降的上料方法，其特征在于，最佳上料流速的獲得方法為：

技術總結
本發明涉及煤泥水沉降技術領域，尤其涉及一種用于煤泥水沉降的上料方法，方法包括：設置初始比例系數，獲得初始比例系數對應的調節時段以及調節時段中各個時刻的上料流速；根據每個時刻的上料流速利用預設的預測模型預測未來時刻的沉降質量，將相鄰兩個時刻的沉降質量的差值作為收斂效率；計算比例系數的優選度；迭代更新初始比例系數獲得多個比例系數，將優選度最大的比例系數作為未來時刻PID算法的最佳比例系數。本發明能夠在最短時間內將上料流速調節至最佳上料流速，且調節過程中震蕩的間隔較短，調節震蕩較快，改善了煤泥水的沉降效果。

技術研發人員：徐國強,白來平,袁帥,陳文茂,賈飛,陳新波,朱建飛,張博
受保護的技術使用者：陜西新能選煤技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21