稀土萃取中模糊自調(diào)整PID的給料流量智能控制系統(tǒng)研究

賀琳，李忠虎

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010；2.中國(guó)北方稀土冶煉分公司，內(nèi)蒙古包頭014010）

1 引言

近年來，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，其各個(gè)行業(yè)便對(duì)稀土資源產(chǎn)生新的需求，雖然我國(guó)是稀土資源大國(guó)，但是由于其沉淀方式缺乏科學(xué)的控制和管理，因此，在實(shí)際的開發(fā)利用中仍然存在很多問題，如稀土資源的質(zhì)量低、沉淀成本高等，不利于我國(guó)稀土資源沉淀事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，我們必須要將模糊自動(dòng)調(diào)整PID給料流量的智能控制系統(tǒng)引入到我國(guó)稀土沉淀工作中，進(jìn)而有效地提高我國(guó)稀土沉淀的質(zhì)量。

2 PID給料流量的數(shù)學(xué)構(gòu)架分析

要想保證PID給料流量系統(tǒng)能夠更加完美的運(yùn)行和使用，我們就需要對(duì)其數(shù)學(xué)模型構(gòu)架進(jìn)行深入分析，從而采取有效的措施以加強(qiáng)對(duì)稀土沉淀過程中對(duì)PID給料流量的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模糊自動(dòng)調(diào)整PID給料流量系統(tǒng)的構(gòu)建。在分析過程中，為了更好地保證稀土沉淀工作中質(zhì)量，我們一般將PID給料流量系統(tǒng)的控制精度控制在30L/min左右的范圍中，此外，PID給料流量系統(tǒng)還與其他系統(tǒng)有一定的相似之處，尤其是閉環(huán)控制系統(tǒng)，其主要是有控制器、執(zhí)行裝置和反饋設(shè)備等幾部分構(gòu)成的[1]。在其實(shí)際運(yùn)行過程中，通常是先對(duì)稀土沉淀工作所需要的原料數(shù)量進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)，然后再根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其運(yùn)算速度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證其更加滿足實(shí)際需求，另外，工作人員還要注意對(duì)傳送設(shè)備和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)閥門進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)，最好能夠用代碼指令來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的控制，從而方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的修改和調(diào)整。另一方面，在沉淀過程中，加強(qiáng)對(duì)稀土沉淀進(jìn)行數(shù)學(xué)模型構(gòu)建還可以很好地提升其性能和自動(dòng)化程度，從而在最大程度上保證PID給料流量系統(tǒng)運(yùn)行的高效性，以提高稀土沉淀的質(zhì)量。其數(shù)學(xué)構(gòu)架模型一般包括四個(gè)主要環(huán)節(jié)，分別是信號(hào)輸入模塊、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊、相關(guān)流量輸出和反饋等，其中主要工作原理是以單片機(jī)作為核心，并由脈沖信號(hào)進(jìn)行傳導(dǎo)的方式進(jìn)行的，其中需要注意的是，為保證其調(diào)節(jié)過程更加精確有效，我們需要采用恒壓來對(duì)流量閥進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)。

3 模糊自調(diào)整PID給料流量智能控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)

在最初的模擬控制系統(tǒng)中，已經(jīng)開始采用PID控制裝置了，但受到當(dāng)時(shí)環(huán)境以及科學(xué)技術(shù)的限制，其控制方法較為傳統(tǒng)，主要包括一些電子元器件、氣動(dòng)裝置等其他功能來實(shí)現(xiàn)對(duì)稀土沉淀系統(tǒng)的控制。由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，我國(guó)的PID控制技術(shù)發(fā)展越來越成熟，此外，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)和普及，將兩者進(jìn)行有效結(jié)合，以加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行更有效地控制，進(jìn)而形成數(shù)字化的PID給料流量控制系統(tǒng)，不僅很好地提高系統(tǒng)處理過程的靈活性，還使得系統(tǒng)性能得到很好地提升。此外，為了進(jìn)一步的加強(qiáng)模糊自調(diào)整系統(tǒng)的性能，相關(guān)工作人員在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際要求對(duì)其算法進(jìn)行必要的明確，然后再進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)的各項(xiàng)性能都得到有效的保證，在對(duì)其算法進(jìn)行研究時(shí)，其中需要注意的主要包含有位置式和增量式兩種，因此，在實(shí)際的稀土沉淀過程中，我們應(yīng)該根據(jù)其實(shí)際需求，設(shè)計(jì)有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身控制的使用模式，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行全方面的考慮，并以PID控制算法為基本前提，以在最大程度上加強(qiáng)對(duì)模糊自調(diào)整PID給料流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。另外，便是對(duì)于控制設(shè)計(jì)的過程來說，其設(shè)計(jì)不僅需要一定技術(shù)框架作為相關(guān)支持，還需要根據(jù)實(shí)際需要，將系統(tǒng)語(yǔ)言中出現(xiàn)的變量轉(zhuǎn)化為相關(guān)模糊子集，以加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)精確量的模糊化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)PID給料流量控制系統(tǒng)進(jìn)行模糊化管理[2]。再者，便是對(duì)PID給料流量系統(tǒng)控制算法進(jìn)行選擇時(shí)也要遵循一定的要求，我們選擇的模糊算法不僅要能實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法的模糊推理，還要實(shí)現(xiàn)用模糊條件語(yǔ)句進(jìn)行模糊自調(diào)節(jié)。只有將以上幾種方案切實(shí)做好，才能從根本上對(duì)模糊自調(diào)整PID給料流量控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，進(jìn)而在最大程度上保證其各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，從而使其更好地滿足相關(guān)沉淀工作的需要[3]。

4 模糊自調(diào)整PID給料流量系統(tǒng)的相關(guān)分析

對(duì)PID給料流量系統(tǒng)控制來說，其中最關(guān)鍵的部分便是模糊自調(diào)節(jié)PID給料流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制有著重要作用。因此，我們需要對(duì)其系統(tǒng)建立進(jìn)行深入分析，并注意采取與之相關(guān)的措施進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，通常情況下，我們從MATLAB工具箱開始入手，然后將SIMULINK技術(shù)和相關(guān)的模糊邏輯工具箱進(jìn)行充分的引入和應(yīng)用。再者，對(duì)于SIMULINK來說，其主要是指一個(gè)功能較全面的應(yīng)用軟件，并且以動(dòng)態(tài)系統(tǒng)作為其主要框架結(jié)構(gòu)，然后在應(yīng)用過程中以控制環(huán)節(jié)的基本要求為前提進(jìn)行有效的建模和分析。另外，SIMULINK的使用范圍較為廣闊，并且在其實(shí)際運(yùn)行過程中，還可以根據(jù)相關(guān)要求提供必要的圖形結(jié)構(gòu)，不僅方便用戶進(jìn)行準(zhǔn)確的登錄，還可以更好地保證軟件應(yīng)用過程中不出現(xiàn)低級(jí)的錯(cuò)誤。此外，SIMULINK中還有一項(xiàng)重要的內(nèi)容就是其架構(gòu)采用的是遞進(jìn)式的結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)使用者在使用過程中出現(xiàn)不協(xié)調(diào)時(shí)，可以按照自己平時(shí)的習(xí)慣對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的修改，同時(shí)再加上順次操作的工作機(jī)制，使得用戶可以更好地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了解和掌握，此外，使用者還可以根據(jù)工作中的實(shí)際需求，對(duì)SIMULINK設(shè)計(jì)一些除其自帶功能以外的其他功能模塊，以更好地滿足人們的需求[4]。對(duì)模糊工具箱來說，其使用主要是以MATLAB為基本前提，再通過計(jì)算機(jī)技術(shù)等一些先進(jìn)技術(shù)的支持下進(jìn)行的，因此，當(dāng)使用者對(duì)其進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用時(shí)，既可以直接利用其工具箱所提供的功能進(jìn)行模糊推理，還可以并行使用SIMULINK工具箱進(jìn)行系統(tǒng)仿真處理。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，加強(qiáng)對(duì)稀土沉淀模糊自調(diào)整PID的給料流量職能控制系統(tǒng)研究在很大程度上促進(jìn)我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但在其實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常存在一些問題，使得部分稀土沉淀的質(zhì)量不合格，從而對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展造成一定影響，為此，我們需要對(duì)其進(jìn)行深入研究和分析，并注意從稀土沉淀工作的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合其中出現(xiàn)的問題，采取有效措施進(jìn)行PID給料流量控制系統(tǒng)的建立，進(jìn)而在最大程度上保障稀土沉淀的質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。