一種基于eemd的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法
【專利摘要】一種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法，涉及一種磨礦生產(chǎn)過程參數(shù)測(cè)量方法，本發(fā)明涉及了一種基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法，該方法是基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)自適應(yīng)分解非線性非平穩(wěn)筒體振動(dòng)、振聲信號(hào)本征模態(tài)函數(shù)（IMFs）及其頻譜，利用區(qū)間偏最小二乘（iPLS）方法提取獲取反映球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)變化的本征模態(tài)函數(shù)局部頻譜特征，與電流信號(hào)融合，基于極限學(xué)習(xí)機(jī)（ELM）方法建立磨礦濃度、填充率和料球比磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成模型。本發(fā)明解決了濕式球磨機(jī)磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)難以檢測(cè)的問題，克服了球磨機(jī)信號(hào)分析過程中穩(wěn)態(tài)假設(shè)的缺陷，提高了集成模型的泛化性和穩(wěn)定性。
【專利說明】—種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨礦生產(chǎn)過程參數(shù)測(cè)量方法，特別是涉及一種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球磨機(jī)負(fù)荷是與磨礦過程生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗密切相關(guān)的重要指標(biāo)。合理的磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)是保證球磨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的必要條件。由于球磨機(jī)內(nèi)鋼球與物料、鋼球與襯板間復(fù)雜的沖擊與研磨周期性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致工作環(huán)境惡劣，傳感器難以安裝在封閉旋轉(zhuǎn)的球磨機(jī)筒體內(nèi)直接測(cè)量球磨機(jī)內(nèi)部負(fù)荷，工業(yè)生產(chǎn)過程中主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)判斷，具有一定的隨機(jī)性和不確定性，易導(dǎo)致堵磨、空磨現(xiàn)象，甚至損壞球磨機(jī)設(shè)備，為此有效檢測(cè)磨機(jī)負(fù)荷內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)至關(guān)重要。
[0003]傳統(tǒng)基于單一信號(hào)的球磨機(jī)負(fù)荷檢測(cè)方法只能在某一范圍內(nèi)較準(zhǔn)確的反映球磨機(jī)負(fù)荷，測(cè)量精確度、靈敏度和穩(wěn)定性難以保障。多傳感器信息融合方法在一定程度上解決了單一信號(hào)檢測(cè)的局限性，但是現(xiàn)有的多傳感器信息融合方法多是提取振動(dòng)信號(hào)的幅值、能量等總體特征，忽略了振動(dòng)信號(hào)頻譜蘊(yùn)含的關(guān)鍵細(xì)節(jié)特征，模型的精度和適應(yīng)度有限。集合多個(gè)模型的集成建模方法，可以提高模型的泛化性、有效性及可信度。
[0004]球磨機(jī)運(yùn)行過程中，鋼球不斷沖擊磨損襯板，磨機(jī)襯板厚度和鋼球配比不斷變化，一系列不同強(qiáng)度、不同頻率的沖擊力相互疊加，同時(shí)入口物料顆粒分布和硬度的時(shí)變特性，引起筒壁振動(dòng)信號(hào)非線性和非穩(wěn)態(tài)變化顯著。筒壁振動(dòng)信號(hào)蘊(yùn)含大量反映球磨機(jī)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)變化信息，然而現(xiàn)有球磨機(jī)負(fù)荷測(cè)量模型大多假設(shè)振動(dòng)信號(hào)具有線性平穩(wěn)性，試圖用統(tǒng)一的諧波成分逼近非平穩(wěn)信號(hào)，信號(hào)容易失真。非平穩(wěn)信號(hào)的自適應(yīng)分解方法能夠提供更豐富的球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)細(xì)節(jié)信息，但是基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)的磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)建模方法難以克服間歇特性引起的模態(tài)混疊問題，本征模態(tài)函數(shù)缺乏單一性，物理含義解釋困難，頻譜特征難以選擇且模型復(fù)雜度增加、泛化性降低。集成模型比單一模型具有更高的預(yù)測(cè)精度和穩(wěn)定性，目前球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成模型多是建立在振動(dòng)或振聲信號(hào)傅里葉頻域分析或者經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解基礎(chǔ)上，前提條件振動(dòng)、振聲信號(hào)滿足線性平穩(wěn)和不間斷特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法，該方法針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法受線性或平穩(wěn)性假設(shè)限制，采用非線性非平穩(wěn)自適應(yīng)信號(hào)處理方法一集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解EEMD克服筒壁振動(dòng)信號(hào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解過程中存在的失真和模式混淆問題，本發(fā)明為基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法，所述方法包括基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)自適應(yīng)分解獲取非線性非平穩(wěn)筒體振動(dòng)、振聲信號(hào)本征模態(tài)函數(shù)(MFs)及其頻譜，利用區(qū)間偏最小二乘(iPLS)方法提取反映球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)變化的本征模態(tài)函數(shù)局部頻譜特征，與電流信號(hào)融合，基于極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)方法建立磨礦濃度、填充率和料球比磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成模型，對(duì)球磨機(jī)振動(dòng)、振聲信號(hào)進(jìn)行EEMD分解，首先對(duì)振動(dòng)、振聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，
【權(quán)利要求】
1.一種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法，其特征在于，所述方法包括基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)自適應(yīng)分解獲取非線性非平穩(wěn)筒體振動(dòng)、振聲信號(hào)本征模態(tài)函數(shù)(IMFs)及其頻譜，利用區(qū)間偏最小二乘(iPLS)方法提取反映球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)變化的本征模態(tài)函數(shù)局部頻譜特征，與電流信號(hào)融合，基于極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)方法建立磨礦濃度、填充率和料球比磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成模型，對(duì)球磨機(jī)振動(dòng)、振聲信號(hào)進(jìn)行EEMD分解，首先對(duì)振動(dòng)、振聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，剔除偏差較大的離群點(diǎn)得到振動(dòng)數(shù)據(jù) 和振聲數(shù)據(jù)^_ ;然后采用EEMD將；的和石_自適應(yīng)的分解為本征模態(tài)函數(shù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EEMD的濕式球磨機(jī)負(fù)荷參數(shù)集成建模方法，其特征在于，所述對(duì)IMF特征頻譜進(jìn)行ELM集成建模，基于本征模態(tài)函數(shù)的振動(dòng)和振聲的特征頻段和電流相融合作為輸入變量，設(shè)2力多傳感器信息數(shù)據(jù)，^ ,以iH乍為模型的輸出變量
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103902776SQ201410129347
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】趙立杰, 楊紅偉, 馮雪, 王國(guó)剛, 汪瀅, 袁德成 申請(qǐng)人:沈陽化工大學(xué)