浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性動力學分析與控制

1、項目名稱：浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性動力學分析與控制摘要：浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個集氣體、液體、固體的三相流體系，本質(zhì)上屬于高度復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。鑒于對其要求的日益提高與其控制困難的矛盾現(xiàn)狀，以旋流-靜態(tài)微泡浮選柱氣含率調(diào)節(jié)為研究對象，開展以下三方面研究：（1）分析氣含率與沖洗水量、充氣量和底流量之間的動態(tài)特性,改進浮選柱單機多參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型，提高其適用性，且為后續(xù)分析研究奠定基礎(chǔ)；（2）運用非線性動力學特征中的分岔和李亞普諾夫指數(shù)等理論，對浮選柱單機多參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性本質(zhì)進行研究，揭示其非線性動力學現(xiàn)象和規(guī)律，為系統(tǒng)設(shè)計和運行的穩(wěn)定性提供理論依據(jù)，也為處于不穩(wěn)定狀態(tài)的系

2、統(tǒng)控制提供思路；（3）改進和完善一種適用于浮選柱單機多參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方法，控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)。該研究將豐富浮選柱單機多參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性本質(zhì)的內(nèi)容，也為生產(chǎn)實際中的各種類型浮選系統(tǒng)存在的穩(wěn)定性問題提供理論依據(jù)。該項目是一個既有理論研究價值又能推動工程實踐的科學問題。報告正文（一）立項依據(jù)與研究內(nèi)容（4000-8000字）： 1.項目的立項依據(jù)（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析，需結(jié)合科學研究發(fā)展趨勢來論述科學意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻目錄）1.1 研究意義近年來，旋流一靜態(tài)微泡浮選柱作為一種新型高效的選礦設(shè)備在有色金屬礦物

3、、黑色金屬礦物、煤炭、非金屬及化工礦物分選領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴展，隨著工業(yè)化應(yīng)用的推廣，加強浮選柱單機多參數(shù)調(diào)節(jié)控制的研究顯得越來越重要。浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個集氣體、液體、固體的三相流體系，浮選柱的輸入量(沖洗水量、充氣量、礦漿和藥劑的流量)和輸出量(精礦和尾礦的排放量)的變化和礦漿的組分的變化、以及礦化速度快慢都可能引起泡沫層厚度，氣含率，偏流量的波動，本質(zhì)上屬于多變量、大滯后、非線性、時變的非線性系統(tǒng)。浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本任務(wù)是對柱內(nèi)礦漿液位、輸入與輸出的各個流量進行檢測和控制，也必須對柱內(nèi)壓強的分布和精礦粒度與含量等進行在線檢測，在浮選柱數(shù)學模型建立的基礎(chǔ)上，對浮選柱生產(chǎn)過程進行最優(yōu)

4、控制。泡沫層厚度和氣含率是影響浮選效果的關(guān)鍵參數(shù)。因此無論是在浮選柱的設(shè)計、調(diào)試，還是運行中都需要對其性能和狀態(tài)進行全面測試。由于礦漿粘結(jié)、給料波動、浮選柱內(nèi)各個部分的非線性特征、空氣含量隨工況而改變的時變特性、泡沫層厚度變化以及隨時發(fā)生的擾動使得浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的多參數(shù)控制十分困難。生產(chǎn)實踐中，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外很多大中型浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)均存在一定程度的穩(wěn)定性問題。隨著人們對能源和資源的開采力度越來越大，富礦所占的比例越來越小，如何開發(fā)利用“貧、雜、細”低品位礦石資源逐漸成為能源化工領(lǐng)域研究的重要課題?？安剂６燃毷秦氹s難選礦物的重要特征，也是浮選在選礦中重要性大大提高的原因之一。隨著分選回收率和

5、品位要求的不斷提高，浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能要求日益提高。綜上所述，對浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求的提高與其控制的困難，以及浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題主要是因為浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是時變特性顯著的高度復(fù)雜非線性系統(tǒng)，且在某些參數(shù)選擇不合理時，會表現(xiàn)出豐富的非線性動力學行為。因此，必須在深入研究浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，對浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性本質(zhì)問題研究，進一步揭示其中的非線性動力學現(xiàn)象和規(guī)律，并有針對性的提出控制方法，控制浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)。這既是一個具有理論研究價值又具有工程實踐意義的科學問題。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀主要參考文獻：參考文獻-國內(nèi)浮選柱控制1 盧 曉.

6、浮選設(shè)備自動控制技術(shù)的發(fā)展J.銅業(yè)工程,2008,(3):3839.2 章曉林,張文彬.浮選柱的PC計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計J.礦冶工程,2005,(4):3941.3 宣樂信,曾云南.選礦廠選別作業(yè)自動控制的進展J.金屬礦山,2008,(1):711.4 張志豐,王汝琳,胡 軍.浮選柱系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)PID控制J.選煤技術(shù),2003,(1):5254.5 張志豐,張志剛,胡 軍.我國大型浮選柱自動控制策略的研究J.選煤技術(shù),1999,(3):57.6 榮國強,劉炯天,劉莉君,等.旋流-靜態(tài)微泡浮選柱液位自動控制系統(tǒng)設(shè)計J.金屬礦山,2007,(5):6264.7 李振興.基于模糊控制器實現(xiàn)的浮選柱液面

7、控制系統(tǒng)設(shè)計與研究D.昆明:昆明理工大學,2008.8 劉 丹,李世厚,文書明,等.浮選柱充氣量自動調(diào)節(jié)的研究J.礦冶,2008,(1):6567.9 李振興,文書明,羅良烽.選礦過程自動檢測與自動化綜述J.云南冶金,2008,(3):2023.10 胡業(yè)林,張 斌.浮選柱的檢測與控制系統(tǒng)設(shè)計J.中國煤炭,2000,(5):2527.11 葛之輝,曾云南,趙寶坤.選礦過程自動檢測與自動化綜述J.中國礦山工程,2006,(6):3742.12 孫忠仁,孫靖彪.浮選機械設(shè)備的自動化技術(shù)J.煤炭技術(shù),2005,(6):6566.13 李玉西.模糊與PID雙模控制在浮選柱液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.礦冶,

8、2008,(1):7375.14 朱湘翼,陶洛成.浮選柱生產(chǎn)參數(shù)的智能檢測J.選煤技術(shù),1996,(2):2527.15 陳子鳴.模糊控制及其在選礦中的應(yīng)用J.江西有色金屬,1994,(2):3036.16 余龍舟, 李世厚.基于組態(tài)軟件的浮選柱礦漿液位檢測控制系統(tǒng)J.有色金屬,2007,(5):3841.2項目的研究內(nèi)容、研究目標,以及擬解決的關(guān)鍵科學問題。（此部分為重點闡述內(nèi)容）2.1研究內(nèi)容（1） 旋流靜態(tài)微泡浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)非線性數(shù)學模型的改進根據(jù)物料平衡原理、流體動力學理論及反應(yīng)動力學機理，以泡沫層厚度和氣含率為被控對象，考慮柱體內(nèi)多流態(tài)、多物相間耦合效應(yīng)對多參數(shù)調(diào)節(jié)過程的影響，

9、分別針對系統(tǒng)開機、停機、低雷諾數(shù)工況、高雷諾數(shù)工況和非穩(wěn)態(tài)工況等典型運行狀態(tài)，完善并建立含PID控制器的浮選柱多參數(shù)單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型。（2） 浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及動力學特性分析基于上述完善后的浮選柱多參數(shù)單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型，采用包括龐加萊（Poincare）、頻閃映射（stroboscopic map）、相軌跡（phase trajectory）等方法進行非線性動力學特征分析，研究沖洗水量、充氣量和底流量等系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)對誘導系統(tǒng)分岔點的影響，分析系統(tǒng)受擾失穩(wěn)的動態(tài)過程，揭示動力學特征與規(guī)律。深入分析系統(tǒng)的分岔特性，包括光滑動力系統(tǒng)的常規(guī)分岔，如Hopf 分岔（H

10、opf bifurcation）、倍周期分岔（period-doubling bifurcation）、切分岔（tangent bifurcation），以及非光滑動力系統(tǒng)的特有分岔， 如擦邊分岔（ grazing bifurcation ）、角點碰撞分岔（corner-collision bifurcation）和滑動分岔（sliding bifurcation）等等。進行光滑動力系統(tǒng)和非光滑動力系統(tǒng)的Lyapunov 指數(shù)的分析。確定系統(tǒng)的靜態(tài)安全域和動態(tài)安全域，為系統(tǒng)設(shè)計和運行提供參數(shù)范圍的依據(jù)。 （3） 面向參數(shù)不確定浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分岔控制研究延遲甚至消除浮選柱多參數(shù)單機調(diào)節(jié)系

11、統(tǒng)分岔，提高穩(wěn)定裕度的措施。在此基礎(chǔ)上，考慮參數(shù)不確定情況，針對一兩種難于測量的不確定參數(shù)采用狀態(tài)觀測器進行信息重構(gòu)，甄選適應(yīng)于浮選柱多參數(shù)單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的1-2種有效控制策略（如預(yù)測控制方法或滑模變結(jié)構(gòu)控制方法）。并進一步改進和完善控制方法，使控制效果滿足生產(chǎn)實踐中對其響應(yīng)時間、沖擊峰值和其他過渡過程的要求以及和已有PID 等控制方法的融合問題。2.2研究目標完善并建立浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)在幾種典型工作狀態(tài)的非線性模型，對系統(tǒng)的非線性本質(zhì)進行深入研究，揭示其非線性動力學現(xiàn)象和規(guī)律，實現(xiàn)對處于不穩(wěn)定態(tài)的浮選柱單機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效控制，為系統(tǒng)設(shè)計和運行的穩(wěn)定性提供理論依據(jù)。2.3關(guān)鍵技術(shù)問題（1）柱

12、體內(nèi)多流態(tài)、多物相間耦合效應(yīng)對多參數(shù)調(diào)節(jié)過程的影響；各個子系統(tǒng)模型的耦合問題為什么是關(guān)鍵；耦合問題？（2）各種分岔特征分析；（3）與傳統(tǒng)PID控制的有效融合，滿足過渡過程要求。3. 擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實驗手段、關(guān)鍵技術(shù)等說明）3.1研究方案（1）模塊化建模將本研究的研究對象浮選柱充氣質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)劃分為起泡劑作用環(huán)節(jié)、循環(huán)壓力作用環(huán)節(jié)、進氣量作用環(huán)節(jié)、柱分離段兩相流場環(huán)節(jié)、其他參數(shù)影響環(huán)節(jié)等若干部分，采用模塊化方法分別建模。通過機理研究、流程分析和現(xiàn)場調(diào)研，對所建立模型進行必要的梳理、調(diào)整、優(yōu)化、簡化，得出具有更強適用性的浮選柱充氣質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性數(shù)學模

13、型。（2）運用數(shù)值模擬分析及實驗法改進系統(tǒng)數(shù)學模型為了使理論上得到的系統(tǒng)數(shù)學模型更接近浮選生產(chǎn)實際，且積極學習和吸收國內(nèi)相關(guān)研究領(lǐng)域的最新研究成果，分別進行有針對性的數(shù)值模擬分析、清水試驗和浮選試驗，并有選擇地到合作單位山西霍州煤電集團方山選煤廠進行調(diào)研、學習，完善系統(tǒng)數(shù)學模型及其相關(guān)參數(shù)。（3）系統(tǒng)的非線性動力學分析應(yīng)用非線性科學中光滑動力系統(tǒng)和非光滑動力系統(tǒng)的分岔理論、李亞普諾夫指數(shù)方法，利用高性能計算平臺中的Matlab 軟件編程，實現(xiàn)對浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型的數(shù)值模擬分析，揭示其非線性動力學現(xiàn)象和規(guī)律。（4）系統(tǒng)控制 應(yīng)用非線性控制理論的最新科研成果，利用高性能計算平臺中

14、的Matlab軟件編程，對浮選柱氣含率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制進行數(shù)值模擬分析，并對控制方法進行改進，使被控系統(tǒng)的過渡過程滿足生產(chǎn)實踐要求，同時，解決其與系統(tǒng)中已有PID 等控制方法的融合問題。3.2 技術(shù)路線3.2.1 研究內(nèi)容（1）的技術(shù)路線3.2.2 研究內(nèi)容（2）的技術(shù)路線3.2.3 研究內(nèi)容（3）的技術(shù)路線3.3 可行性分析3.3.1 理論與技術(shù)路線可行性分析浮選建模和控制方法研究為本文提供了理論依據(jù)。馬草原博士論文、JVC、礦大學報滑模控制、混沌控制。有許多學者都曾用歐拉方程進行流化床液固兩相流的數(shù)值模擬，并且取得的結(jié)果同試驗值有很好的吻合度。質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程和能量守恒方程3.3.

15、2 前期研究可為本課題提供技術(shù)支撐與本課題直接相關(guān)的工作。對分線性動力學進行了初步研究，非線性控制初步研究，浮選方面的理論和實驗研究，大量積累。3.3.3 研究團隊組成合理主持人馬草原非線性動力學，控制，；成員胡衛(wèi)新，成員廖寅飛，浮選專家或長期從事浮選方面工作，參與過自然基金項目。3.3.4 研究條件分析實驗室、學科、設(shè)備。4. 本項目的特色與創(chuàng)新之處。5. 年度研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）5.1 研究計劃5.2 預(yù)期研究成果(1) 建立一套具有較好適用性的混流式水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型，并對系統(tǒng)的非線性動力學進行分析，揭示其非線性本質(zhì)和

16、其與參數(shù)設(shè)置的規(guī)律；(2) 實現(xiàn)處于混沌態(tài)的混流式水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效控制，使其滿足生產(chǎn)實踐中過渡過程的要求，解決其與原有控制方法的融合問題；(3) 公開發(fā)表學術(shù)論文 57 篇，其中SCI 收錄23 篇，EI 收錄23 篇；(4) 人才培養(yǎng)：青年教師 4 人，博士研究生23 名，碩士研究生12 名。（二）研究基礎(chǔ)與工作條件1、工作基礎(chǔ)（與本項目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績）2、工作條件（包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑，包括利用國家實驗室、國家重點實驗室和部門開放實驗室等研究基地的計劃與落實情況）申請課題組主要成員所在單位為中國礦業(yè)大學（國家“211工程”和“9

17、85優(yōu)勢學科創(chuàng)新平臺項目”建設(shè)高校），礦物加工工程是國家重點學科，煤炭加工與高效潔凈利用教育部重點實驗室面積6800m，各種儀器設(shè)備1914臺（件），設(shè)備資產(chǎn)總值3326萬元；其中10萬元以上的大型精密儀器設(shè)備65臺（件），原值總計近2087萬元。學校擁有煤炭加工與高效潔凈利用教育部重點實驗室、國家環(huán)境保護清潔煤炭與礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程技術(shù)中心、“煤炭資源高效潔凈加工理論與應(yīng)用研究”國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體，在煤炭分選加工領(lǐng)域有著重要地位和國際影響力。我校圍繞著旋流靜態(tài)微泡柱分離方法及設(shè)備這一課題，展開了大量科學研究工作，與煤炭行業(yè)多家選煤廠及設(shè)計單位建立了合作關(guān)系，且項目組成員有多年從事浮

18、選柱研究的經(jīng)驗，在研究中可以共同攻克難題。相關(guān)單位可以幫助組內(nèi)成員協(xié)調(diào)所需資料，實現(xiàn)產(chǎn)學研有效結(jié)合。綜上所述，課題組現(xiàn)有的科研平臺和設(shè)備能滿足本課題研究工作的需要。3、申請人簡介（包括申請人的學歷和研究工作簡歷，近期已發(fā)表與本項目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學術(shù)獎勵情況。論著目錄要求詳細列出所有作者、論著題目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止頁碼等；獎勵情況也須詳細列出全部受獎人員、獎勵名稱等級、授獎年等） 馬草原，男，博士，副教授。2011年于中國礦業(yè)大學電力電子與電力傳動專業(yè)博士畢業(yè)。2001年7月來中國礦業(yè)大學任教，2007年9月至2008年2月在清華大學電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系進修學習

19、。主要從事非線性系統(tǒng)分析與控制、電氣安全、浮選控制等方面的研究。參與了國家科技支撐計劃“貧雜難選礦石柱式短流程浮選技術(shù)及裝備研究（課題編號2008BAB31B03）”中的“柱式短流程分選的過程控制技術(shù)研究”課題的研究工作?，F(xiàn)主持中國礦業(yè)大學基本科研業(yè)務(wù)費項目1項。近年來公開發(fā)表學術(shù)論文4 篇，主要論文及博士學位論文列表如下：【1】Cao-Yuan Ma, Jian-Hua Liu， Chong-Lin Wang， Chaos of a power system model and its control，Journal of Vibration and Control，2011.12，Vol.

20、18(14) 21762185（SCI:000310877700008）; 【2】 Cao-Yuan Ma, Jian-Hua Liu，Chong-Lin Wang， Comparison of two synchronization methods for fractional order double scroll chaotic system ，International Journal of the Physical Sciences, Vol. 6(30), 2011.11，pp. 6852 6860，DOI:10.5897/IJPS11.742 (SCI 源刊)；【3】Ma Cao

21、yuan, Wang Longshun, Yin Zhe, Liu Jianfeng, Chen Diyi，Sliding mode control of chaos in the noise-perturbed permanent magnet synchronous motor with non-smooth air-gap，International Journal of Mining Science and Technology，2011.12，Vol.21 (6) 835838（EI：20122015027122）；【4】Xu Yanqing, Jia Feng, Ma Caoyua

22、n, Mao Jiasong, Zhang Shaowei，Chatter free sliding mode control of a chaotic coal mine power grid with small energy inputs，International Journal of Mining Science and Technology，2012,22（4）， 477481（EI：20123515372969）；【5】馬草原，煤礦電網(wǎng)混沌現(xiàn)象辨識與控制研究，博士學位論文，徐州: 中國礦業(yè)大學,2008.趙峻，男，1971年出生，山西省朔州人，中國礦業(yè)大學信息與電氣工程學院講師，

23、碩士生導師。研究方向主要有故障診斷與容錯控制、智能控制和復(fù)雜系統(tǒng)控制。近期發(fā)表學術(shù)論文3篇，其中被Ei檢索3篇。1991年9月至1995年7月在吉林工業(yè)大學電子工程系學習，檢測及自動化儀表專業(yè)，獲工學學士學位；1995年8月至2001年7月在江蘇省機電研究所工作，從事工程機械自動化研究，于1996年以第一發(fā)明人獲得“混凝土泵電子控制裝置”實用新型專利一項，并于1997年獲得“江蘇省優(yōu)秀新產(chǎn)品設(shè)計人員”證書以及徐州市科學技術(shù)進步獎二等獎；2001年9月至2004年7月在中國礦業(yè)大學信息與電氣工程學院攻讀控制理論與控制工程專業(yè)碩士研究生，獲得工學碩士學位；2004年8月進入中國礦業(yè)大學信息與電氣工

24、程學院自動化系工作；2006年9月至2010年12月在中國礦業(yè)大學信息與電氣工程學院攻讀控制理論與控制工程專業(yè)博士研究生，獲得工學博士學位；期間于2008年9月至2009年1月在浙江大學做訪問學者，參加“微型無人自主直升機地面目標識別”研究小組。2009年參與國家自然科學基金(60804022)項目“基于支持向量機的復(fù)雜連續(xù)系統(tǒng)強化學習控制研究”，作為第一參與人，主要負責算法與分析設(shè)計。自2004年至今，主持和參與橫向科研項目7項，主要負責生產(chǎn)過程的分析與建模、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)警、設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)故障診斷、生產(chǎn)過程智能控制和冗余容錯控制等。主要相關(guān)論文目錄：1 趙峻，孫偉,王雪松. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非

25、線性系統(tǒng)軌跡線性化自適應(yīng)容錯控制.控制與決策.2011.26(6):902-906. (EI: 20112814144116)2 Zhao J., Sun W., Song Y.B., Wang X.S. Fault-tolerant PID Controllers Design for Unknown Nonlinear Systems Based on Support Vector Machine. Proceedings of the Chinese Control and Decision Conference, 2010:711-716. (EI:20103213140229).3

26、Zhao J., Ling P., Wang X.S. Intelligent PID controller design with adaptive criterion adjustment via least squares support vector machine. Proceedings of the Chinese Control and Decision Conference, 2009: 7-12. (EI:20094712470208).4趙峻,陳廣超,劉杰 ,等. 基于自組織特征映照神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁電解異常槽況診斷C.第十四屆全國煤礦自動化學術(shù)年會,2004:99-101.5

27、 趙峻, 季明昌, 陳廣超 ,等. 基于BP網(wǎng)絡(luò)的鋁電解過程陽極效應(yīng)預(yù)報C.第十四屆全國煤礦自動化學術(shù)年會,2004:127-129.6 董黎芳,孫偉,趙峻,劉景芝. 基于支持向量機的礦井提升機制動系統(tǒng)的故障診斷J.機械工程與自動化,2010(2):124-126.獲獎情況目錄：1 “選煤廠安全生產(chǎn)自動化系統(tǒng)研究與開發(fā)”獲2009年煤炭工業(yè)科技進步三等獎，排名第8/11，受獎人員名單：李偉、孫偉、安滿林、楊東平、郝迎格、夏陽、張善友、趙峻、王東才、程玉虎、王冬。2 “選煤廠裝車配煤自動控制系統(tǒng)”獲2006年煤炭工業(yè)科技進步二等獎，排名第6/7，受獎人員名單：孫偉、王雪松、程玉虎、賈存良、楊東平

28、、趙峻、馬小平。3 “移動重載列車自動定量裝卸系統(tǒng)”獲2012年山東煤炭行業(yè)協(xié)會科技進步獎三等獎，排名第4，受獎人員名單：李樹榮、孫偉、王崇君、趙峻、安滿林、彭文良、郝迎格、管振祥、于立軍、雷哲毅、王東才、王冬。楊龍月趙康4、承擔科研項目情況（申請人正在承擔或參加科研項目的情況，包括自然科學基金的項目。要注明項目的名稱和編號、經(jīng)費來源、起止年月、與本項目的關(guān)系及負責的內(nèi)容等）項目負責人馬草原參加了柔性零殘流消弧線圈若干關(guān)鍵技術(shù)研究（編號51107143，國家自然科學基金項目，2012年1月2014年12月）的研究工作，負責系統(tǒng)建模和控制策略方面的研究工作；5、完成自然科學基金項目情況（對申請人

29、負責的前一個已結(jié)題科學基金項目（項目名稱及批準號）完成情況、后續(xù)研究進展及與本申請項目的關(guān)系加以詳細說明。另附該已結(jié)題項目研究工作總結(jié)摘要（限500 字）和相關(guān)成果的詳細目錄）無（三）經(jīng)費申請說明（要求購置5 萬元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項說明與項目研究的直接相關(guān)性及必要性）無壓力平衡關(guān)系式、物料平衡原理、流體動力學理論及反應(yīng)動力學機理浮選過程控制的關(guān)鍵是建立適應(yīng)該過程特點的過程模型。早期研究者主要是針對浮選動力學過程提出浮選動力學模型。浮選動力學模型又分為兩類，即穩(wěn)態(tài)模型和非穩(wěn)態(tài)模型。穩(wěn)態(tài)模型是針對在特定操作條件下浮選泡沫特性不隨時間而變化的系統(tǒng)建立的模型，如平衡和連續(xù)浮選模型；相反，非穩(wěn)

30、態(tài)模型是針對浮選泡沫特性隨時間而變化的系統(tǒng)建立的模型，如分批浮選模型。分析泡沫層厚度、氣含率和偏流量與沖洗水量、充氣量和底流量之間的動態(tài)特性,通過正交試驗分析，起泡劑濃度的變化對氣含率的影響最大，循環(huán)壓力對氣含率的影響最小，進氣量的影響介于兩者之間。起泡劑濃度對氣含率影響較進氣量與循環(huán)壓力都要顯著。 由于浮選柱內(nèi)部三相流體系運動情況復(fù)雜，難以用準確數(shù)學模型來描述。壓力傳感器測量液位情況下入料量、尾礦排放量、礦物顆粒的粒度、捕收區(qū)礦漿濃度、泡沫中的礦漿濃度、充氣率、氣泡負載率、氣泡顆粒集合體的濃度，它們對泡沫層厚度的影響泡沫厚度與藥劑用量、礦漿濃度、顆粒細度、沖氣量、氣泡大小等有關(guān)，考慮礦漿波動的影響礦石性質(zhì)的變化、藥劑量的改變、礦漿的流量、礦漿濃度、粒度、沖氣量等因素均會影響泡