泡沫图像特征驱动的锑粗选加药控制策略

锑粗选工序的加药控制直接影响精选与扫选的性能.通常由人工观察泡沫手动调节药剂.这种方式,存在控制滞后、主观随意性大、易导致浮选性能不稳定甚至恶化的问题.对此,我们提出一种泡沫图像特征驱动的锑粗选加药控制策略.利用概率支持向量回归方法建立基于锑粗选关键泡沫图像特征与加药量的入矿品位估计模型;在此基础上,采用操作模式匹配方法实现加药量的预设定,快速满足入矿品位类型变化后新的控制要求;并采用基于区间II型模糊系统的加药反馈控制器减小泡沫状态与期望的偏差.工业验证结果表明,该方法能有效代替人工加药并改善了锑浮选性能.     

数据驱动的锑粗选泡沫图像特征优化设定

针对锑浮选过程中精、尾矿品位难以在线检测, 浮选性能不稳定的问题, 提出一种数据驱动的泡沫图像特征优化设定方法. 该方法根据入矿品位类型对泡沫图像特征进行优化设定, 并针对不同入矿品位类型的样本分布特点,先尝试采用案例推理的方法从历史数据中寻找浮选性能优良的泡沫状态. 若经验知识不足, 则采用基于多中心模糊C均值聚类与概率支持向量回归的区间II 型模糊系统建模方法建立精、尾矿品位指标模型, 并在此基础上利用智能优化方法寻优泡沫图像特征值. 某锑浮选工业实验结果表明了所提出方法的有效性.

     

基于半监督聚类的煤泥浮选泡沫图像分类方法

针对选煤厂煤泥浮选过程加药量依靠人工干预存在主观性、滞后性和粗放性的问题,提出了一种基于半监督聚类的煤泥浮选泡沫图像分类方法。首先,采集已知加药比例与未知加药比例下的煤泥浮选泡沫图像样本,并对泡沫图像进行预处理,提取泡沫的气泡个数、气泡面积、气泡周长等形态特征;然后,对已知加药比例下泡沫图像形态特征样本进行标志,对未知加药比例下泡沫图像形态特征样本不做标志,并将已标志泡沫图像形态特征样本与未标志泡沫图像形态特征样本进行混合;最后,利用基于高斯混合模型的半监督聚类方法对混合样本进行聚类后得到各类簇,将各类簇内已标志泡沫图像形态特征样本的信息映射到未标志泡沫图像形态特征样本。应用结果表明,该方法可为煤泥浮选生产过程加药量调整提供指导,降低了药剂消耗量,提高了选煤厂浮选自动化水平和经济效益。     

基于LBPV的浮选泡沫图像纹理特征提取*

在浮选生产中,浮选泡沫表面纹理与浮选工况密切相关,直接反映泡沫层的矿化程度(品位高低).为了给浮选操作提供指导,提出了一种基于LBPV( local binary pattern variance)的泡沫图像纹理特征提取方法.该方法通过融合泡沫图像局部空间结构和对比度来提取泡沫图像纹理特征,然后将LBPV纹理特征应用于...     

基于泡沫图像特征的浮选槽液位智能优化设定方法

浮选生产过程中浮选槽液位通常根据经验人工设定,具有主观随意性﹑液位波动大,使精/尾矿品位不满足要求.为此,提出一种基于浮选泡沫图像多特征的浮选槽液位智能优化设定的方法.在浮选槽工作原理以及液位与泡沫图像特征间关系的分析基础上,将基于案例推理的浮选槽液位预设定﹑基于多泡沫图像特征的改进LS-SVM（Least squares support vector machine）品位预测及基于BP神经网络的自学习模糊推理智能补偿等模型有机集成,提出了充分利用泡沫图像特征的液位智能优化设定方法.将该方法在某铝土矿浮选生产过程进行应用验证,可使粗选槽液位波动减小,提高了粗选精/尾矿品位合格率、总精矿品位合格率及回收率.     

基于泡沫大小动态分布的浮选生产过程加药量健康状态分析

针对矿物浮选过程泡沫大小分布随着药剂量的改变而动态变化的特点,提出一种基于泡沫大小动态分布特征的具有自学习功能的浮选生产过程加药量健康状态统计模式识别方法.首先,通过泡沫图像分割、气泡尺寸分布核密度估计获得浮选气泡大小的概率密度分布函数,采用无监督的最远邻聚类方法获得典型药剂量添加状态下的气泡尺寸统计分布特征集;然后,采用简单的贝叶斯推理方法获得测试时间段对应的药剂添加健康状态分析识别结果,并根据浮选生产工况状态的动态变化对各典型药剂状态下的气泡大小统计分布特征集进行在线学习修正.实验结果表明,所提出方法能实时获取泡沫尺寸分布的动态变化,实现浮选药剂操作健康状态的自动识别与评价,为进一步实现浮选生产过程的加药量优化控制奠定了基础.     

锑浮选过程加药量自适应迭代学习控制

针对现有的加药量控制方法需要浮选过程动态模型或是鲁棒性不足的问题, 提出一种基于自适应动态规划 (ADP) 的浮选过程加药量自适应迭代学习控制方法. 首先, 将药剂量控制问题转化为两级优化问题 (问题 1 和问题 2). 其中, 基于前馈控制原理求解问题 1 得出前馈补偿分量以抑制外界扰动. 然后, 采用基于值迭代的 ADP 算法, 求解问题 2 以得到最优反馈增益, 从而设计一个数据驱动的最优加药量控制策略使最终的生产指标 (精矿品位和尾矿品位) 跟踪给定值, 且药剂量消耗最少. 最后, 通过工业生产数据进行仿真验证, 证明所提方法的收敛性和稳定性.     

基于图像特征的锑浮选矿浆pH值预测控制

适宜的矿浆pH值是泡沫浮选高效生产的关键。针对浮选矿浆pH值无法在线检测和控制滞后的问题,提取pH关联泡沫表面敏感特征,建立了基于仿射传播聚类(AP)的多模型最小二乘支持向量机(LSSVM)软测量模型;提出一种基于差分进化(DE)的在线支持向量回归(OSVR)pH值预测控制方法,离线建立和在线校正pH值预测模型,采用DE优化方法求解预测控制决策变量实现pH值实时控制。金锑浮选工业数据表明所提出的控制策略稳定了矿浆pH值,减少了药剂消耗。     

基于纹理单元分布的硫浮选过程病态工况检测

针对硫浮选过程难以及时发现病态工况的问题,提出一种基于泡沫图像纹理单元分布函数的硫浮选过程病态工况检测方法。通过计算纹理单元值提取泡沫图像的纹理特征,避免传统灰度共生矩难以准确描述纹理特征的问题,设计核函数估计算法逼近泡沫纹理单元概率密度函数(PDF),使得纹理单元分布函数转化成一组动态权系数。建立基于纹理单元分布动态权系数的主元模型,并基于该模型的T2统计量得到检测阈值,从而实现硫浮选过程病态工况的及时检测。湿法炼锌直接浸出硫浮选工段现场运行结果表明此算法的有效性。     

基于尺度不变特征变换的浮选泡沫图像动态特性提取方法

本文以矿物浮选过程为背景,针对浮选泡沫不断运动变化导致泡沫图像动态特性难以提取的问题,提出一种基于尺度不变特征变换(scale invariant feature transform,SIFT)浮选泡沫图像动态特性提取方法.首先,依据浮选泡沫独特的运动特性,提出运动匹配区间的概念,然后依据泡沫速度大小和方向对应分布范围改进SIFT算法匹配条件,在此基础上应用基于速率随机抽样一致(RANSAC)算法进一步剔除误匹配点,最后,根据匹配结果提出一种泡沫崩塌率提取方法.采用浮选现场实际泡沫图像进行验证,实验结果表明本文所提方法能够准确提取浮选泡沫速率、崩塌率等动态特性,有效剔除误匹配,同时降低了计算复杂度,提高了计算实时性.     

局部颜色特征与工艺参数融合的铜浮选入矿类型识别

针对铜浮选过程中矿源变化频繁而造成的浮选工况难以识别、生产过程不稳定等问题,在分析铜浮选流程特点的基础上,提出了一种局部颜色特征与关键工艺参数融合的铜浮选入矿类型识别方法.首先采用多元图像处理方法提取泡沫图像局部颜色特征,然后采用混合滤波、时间配准算法将其与关键工艺参数进行数据融合,最后用融合后的混合特征进行模糊聚类,得到隶属度矩阵和聚类中心.工业数据仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

基于气泡稳定性分析的锌浮选泡沫图像时空联合去噪

浮选泡沫运动过程中不可避免地出现形变、坍塌、兼并、破裂等动态变化特性,常用的去噪方法难以获得高质量的监测图像.本文提出一种基于气泡稳定性分析的泡沫图像时空联合去噪方法.该方法采用扩展的相位相关法对浮选气泡进行亚像素运动估计,通过双线性插值进行运动补偿;在此基础上,以泡沫图像子块为单位检测气泡的稳定性,准确辨识出泡沫图像子块的稳定运动状态(SMS)和非稳定运动状态(UMS);对具有SMS特性的子块采用时域滤波去噪,对具有UMS特性的子块采用非局部均值(NLM)方法进行空域滤波去噪;并根据气泡子块的稳定性,联合时域滤波结果和空域滤波结果获得泡沫图像的时空联合去噪输出.在锌浮选过程监控中进行实验验证,结果表明,该方法可以获得高信噪比的泡沫图像,去噪结果结构相似性强,为泡沫视觉特征的准确提取奠定了基础.     

浮选泡沫图像等效尺寸分布特征提取

利用图像分割方法提取浮选泡沫图像的尺寸分布特征易受光照影响, 鲁棒性不强, 而利用小波纹理分析方法提取泡沫图像纹理特征则具有多尺度统计特性, 对光照鲁棒性较强, 但没有形态学意义. 针对这一问题, 提出一种浮选泡沫图像等效尺寸分布特征提取方法, 提取一种新的浮选泡沫图像特征—–等效尺寸分布特征, 并将其应用于铜浮选泡沫图像分类识别. 实验结果表明, 所提取的等效尺寸分布特征可以有效区分3 种不同浮选工况所对应的泡沫图像.     

Control of rougher flotation circuits aided by industrial simulator

Today, large size mechanical flotation cells of 100–300 m³ are used in rougher operation in different flotation industrial plants, in Chile and worldwide. However, in spite of the advances in fundamental research and the notable growing in equipment size, with more complete instrumentation systems, there are still a lack of reliable data for industrial flotation modeling and simulation to advance in better control systems design. In this work, a procedure for modeling and simulation of rougher flotation banks, based on operating variables and parameters fitted from industrial data, is presented in condensed form. Recently, a new methodology for describing the industrial flotation, separating the collection and froth zones, has been developed. A non-linear distributed model to simulate rougher flotation circuits was developed, based on measurements of the main operating variables. The simulator was calibrated and tested using experimental data from the rougher operation at El Teniente Division, Codelco-Chile. The simulator was first used to sensitize the effect of changing the froth depth profile on target variables, and then to find out the best profile to reject common disturbances coming into the plant, considering some operating constraints. The flotation circuit simulator was then redesigned to incorporate an expert system following the proposed control algorithm. Several tests were performed by simulation to evaluate the control responses to different correlated series of input variables, such as feed grade, tonnage, particle size distribution, and solid percentage. Control alternatives based on the circuit simulator are discussed.     

Flotation froth image texture extraction method based on deterministic tourist walks

Multimedia Tools and Applications - In the flotation process, the flotation froth texture is an indicator of the flotation state. To recognize the flotation state based on texture features...     

Probability density function of bubble size based reagent dosage predictive control for copper roughing flotation

As an effective measurement indicator of bubble stability, bubble size structure is believed to be closely related to flotation performance in copper roughing flotation. Moreover, reagent dosage has a very important influence on bubble size structure. In this paper, a novel reagent dosage predictive control method based on probability density function (PDF) of bubble size is proposed to implement the indices of roughing circuit. Firstly, the froth images captured in the copper roughing are segmented by using a two-pass watershed algorithm. In order to characterize bubble size structure with non-Gaussian feature, an entropy based B-spline estimator is hence investigated to depict the PDF of the bubble size. Since the weights of B-spline are interrelated and related to the reagent dosage, a multi-output least square support vector machine (MLS-SVM) is applied to depict a dynamic relationship between the weights and the reagent dosage. Finally, an entropy based optimization algorithm is proposed to determine reagent dosage in order to implement tracking control for the PDF of the output bubble size. Experimental results can show the effectiveness of the proposed method.     

基于纹理粗细度测量的铝土矿浮选过程最佳精选泡沫状态分析

为实现铝土矿浮选生产工况的自动监测和智能评价,提出一种基于机器视觉的精选泡沫最佳生产状态量化分析与选择方法。首先,通过改进LBP算子实现精选泡沫图像表面纹理粗细度特征的提取;然后,进一步分析了精矿品位与精选泡沫纹理特征间的关系,以获得最佳生产工况下的精选泡沫表面纹理粗细度特征区间。该方法可以实时监测精选泡沫表面纹理的变化,并自动鉴别精选泡沫是否处于最佳生产状态,为实现铝土矿浮选过程优化控制奠定了基础。