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选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构与复合模型研究

向凤红  
【摘要】: 本文在对选矿技术现状、选矿科技发展态势,以及选矿厂自动化技术进行综合评述并加以剖析的基础上,指出在选矿厂实施生产物流的控制与管理,挖掘生产物流潜力,是选矿企业降低生产物流成本,提高选矿厂综合经济效益,增强市场竞争力的有效途径。 通过结合木奔选矿厂的生产工艺流程,对选矿生产工艺及设备进行了较为深入的研究,达到了探求选矿厂工艺设备、厂房、辅助设施等配置与生产物流流向之间的静态与动态关系的目的。并据此在整理和分析木奔选矿厂生产工艺流程与相关设备及参数的基础上,研究了木奔选矿厂选矿流程生产物流动态关系,分析和计算得到了相关条件下的碎矿局部生产物流数质量流程图、精矿车间脱水工艺生产物流数质量流程图、4系统全流程生产物流数质量流程图以及相应的设备效率和生产能力等。 本文在分析和归纳现代生产物流系统组成特点与功能的基础上,研究了现代生产物流系统的分层递阶结构、智能体系层次、监控系统功能、复杂物流控制系统采用递阶智能结构的有效性与优点、物流管理理念的转变、物流系统数据库的特点与管理内容。进而在对木奔选矿厂生产设备布置和生产物流路线整理规划的基础上,提出了生产物流路线及设备布置的规划原则、生产物流控制系统的设计原则、选矿厂生产物流递阶智能控制系统的功能。从而构建了基于Agent的选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构和计算机网络形式。 为了对选矿厂生产物流递阶智能控制系统的进一步研究奠定基础,本文在讨论了形式化建模技术、非形式化建模技术和复合模型的基础上,研究和分析了Petri网的图形表示、变迁规则、分析方法、关联矩阵与动态方程、Petri网模型应用中的缺陷、面向对象模型应用中的不足,并把采用赋时的Petri网系统扩展成为对外界有输入和输出接口的开放网系统,扩展后的Petri网具有递阶性和递归性,同时保持基本Petri网的所有性质,使模型仍可采用网系统数学工具进行分析,并可处理生产物流系统中的并发性和异步性。 基于扩展后的Petri网系统,本论文依据复合模型的建模方法与步骤,将选矿厂生产物流汇集点、分散点、磨矿设备、选矿设备抽象为库所(Place),将表示选矿过程各生产物流的有向支路或边抽象为变迁,建立了木奔选矿厂生产物流递阶智能控制系统磨浮流程生产矿流子系统动态复合模型与浮选流程生产药剂流子系统动态复合模型。 考虑到描述系统动态复合模型的关联矩阵非常复杂,不仅存在众多的矩阵内部耦合,而且存在大量的矩阵外部链接,本论文提出了存贮动态复合模型的“标号变迁拓朴矩阵”,不仅可节省大量内存,而且使系统复合模型的分析得到了简化。 最后,对基于复合模型的选矿过程物流平衡的数学原理进行了研究归纳,并将超静定的选矿厂生产物流物料平衡归结成为了一个有约束的最优化问题。


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