[发明专利]一种矿山充填浆料浓度高精度控制方法

权利要求书

1.一种矿山充填浆料浓度高精度控制方法，其特征在于，该方法包括：

S1、采用三阶滞后系统对浆料生产过程进行描述，并将该系统分解为骨料输送过程、骨料和胶结物搅拌过程两个小系统，以及确定这两个小系统的传递函数：

S2、对搅拌过程的传递函数进行以下S21-S25的操作，得到相应的搅拌过程的控制律u(k)：

S21、将传递函数转换为状态空间形式并进行时间离散化，得到离散时间系统其中，x(k)、u(k)、y(k)分别为状态向量、输入向量和输出向量，矩阵A、A₁和B为相关转换系数，d为搅拌过程状态滞后步数；

S22、定义误差e(k)＝y_d(k)-y(k)，其中，y_d(k)为系统的目标信号，y(k)为实际的输出信号；

S23、引入符号向量X₀(k)对所述离散时间系统和所述误差的差分结果进行表示，得：

X₀(k+1)＝A₀X₀(k)+B₀Δu(k)

e(k+1)＝e(k)+C₀X₀(k)+Δy_d(k)

其中，C₀＝[0 0 … 0-C]，Δu(k)和Δy_d(k)分别是搅拌过程控制和目标信号的增量；

S24、结合步骤S23中两式，得到形式上无时滞的增广误差系统：

其中，I为单位矩阵；

S25、针对所述增广误差系统和预设的性能指标函数J，根据线性离散时间最优控制理论，求得搅拌过程的控制律u(k)为：

其中，所述性能指标函数Q是半正定矩阵，H是正定矩阵，N_L是搅拌过程目标信号预知的步数；

j＝0,1,...,N_L，P是Riccati方程的唯一对称正定解；

S3、与步骤S2同理，运算得到输送过程的控制律u₂(k)为：

其中，

S4、依照步骤S2得到的搅拌过程的控制律u(k)和步骤S3得到的输送过程的控制律u₂(k)，对浆料浓度进行控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中采用以下三阶滞后系统G(s)对浆料生产过程进行描述：

其中，为骨料输送过程的传递函数，T₁为其时间常数，K₁为增益常数；为骨料和胶结物搅拌过程的传递函数，T₂、T₃为相关常数，K₂为增益常数，且有K₁K₂＝K；e^-τs为滞后环节，滞后时间常数为τ，τ₁+τ₂＝τ。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S25中通过以下步骤求得搅拌过程的控制律u(k)：

针对所述增广误差系统和预设的性能指标函数J，根据线性离散时间最优控制理论，求得其控制为：

对上式Δu(k)进行整理并令F＝[F_x F_e]，得到搅拌过程的控制律u(k)：