Разработка и настройка алгоритма программной идентификации отклонений в пенном слое калийной флотомашины

Аннотация

В статье рассматриваются проблемы, возникающие при практическом применении метода бликового распознавания параметров пенного слоя флотомашины калийной руды. К ним относятся выбор наилучшей статистической характеристики, настроек фильтрации и усреднения, проверка возможности учета антибликов и необходимость адаптивного перенормирования сигнала. Цель исследования заключается в разработке алгоритма идентификации ячейки флотомашины как объекта автоматического регулирования, что возможно только после решения указанных проблем. Материалы и методы. Исследование проведено на материалах экспериментальной съемки калийной флотомашины. В ходе съемки на ячейку машины был подан стандартный ступенчатый сигнал, выразившийся в изменении состава амино-масляной смеси, что вызвало переходный процесс. Для разных статистических характеристик (количество пузырей, количество красной компоненты в кадре, среднее и среднемедианные расстояния между центрами пузырей) опробованы различные способы фильтрации и усреднения данных. Одновременно решалась задача идентификации коэффициента усиления и постоянной времени объекта. Наилучшая характеристика и способы её обработки выбирались на основании среднеквадратичного отклонения расчетного переходного процесса от натурных данных, полученных путем бликового распознавания поверхности пенного слоя. Результаты. Обработка нескольких кадров подряд, снятых при одном и том же положении пеногона, незначительно улучшает результат, но значительно загружает вычислительные мощности. Слепая фильтрация по десяти точкам практически не влияет на время обработки данных. Для улучшения идентификации применялось перенормирование данных, заключающееся в адаптивном подборе нулевого и единичного сигнала в условиях зашумленности данных. Методом локализации произведено определение оптимального с точки зрения квадратичного отклонения запаздывания до начала переходного процесса. Заключение. В результате получены наилучшие настройки фильтрации и усреднения данных, обеспечивающие наименьшую погрешность идентификации. Постоянная времени ячейки оказалась близка к результатам предшествующих авторов, полученным в том числе путем визуального наблюдения за флотомашиной. Учет антибликов несущественно влияет на параметры объекта. Важным выводом является то, что одна статистическая характеристика хорошо описывает начало переходного процесса, а другая – его окончание. Это необходимо учитывать при построении системы сигнализации отклонений.