《礦物加工數(shù)學(xué)模型》概述課件

礦物加工數(shù)學(xué)模型第1章概述1.1數(shù)學(xué)模型 1.2數(shù)學(xué)模型的分類 1.3數(shù)學(xué)模型的建立方法 1.4數(shù)學(xué)模型在礦物加工中應(yīng)用 1.1.1模型 1.1.2模型的分類 1.1.3數(shù)學(xué)模型 1.1.4數(shù)學(xué)模型的描述 1.1數(shù)學(xué)模型1.1.1模型模型(model)是原型(prototype)的簡化描述原型模型過濾或篩選，用適當(dāng)規(guī)則描述采用模型研究復(fù)雜系統(tǒng)的幾個(gè)步驟：

定義

分析原型系統(tǒng)

建立系統(tǒng)模型

仿真

確認(rèn)。?

什么樣的模型是“最佳模型”？1.1.2模型的分類從不同角度，有多種分類：?

選廠工藝流程圖，是哪種類型的模型？“模仿”的角度幾何尺寸比例相似理論的某準(zhǔn)數(shù)數(shù)學(xué)公式認(rèn)識深度具體模型直觀模型物理模型抽象模型思維模型符號模型數(shù)學(xué)模型描述規(guī)則實(shí)際模型；思考模型精確模型；近似模型動(dòng)態(tài)模型；靜態(tài)模型表現(xiàn)形式數(shù)學(xué)模型邏輯模型圖形模型模擬模型1.1.3數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型是三要素（S,Q,M）的集合體。?

數(shù)學(xué)建模需

要哪些修養(yǎng)？S:定義原型系統(tǒng)Q：提出與系統(tǒng)相關(guān)的問題M:數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)模型是“與現(xiàn)實(shí)組成部分相關(guān)，并根據(jù)特定目的而建立的一個(gè)抽象及簡化的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)”全方位解數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型的主要優(yōu)勢：簡化數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)形式：多樣數(shù)學(xué)建模：一般包括模型求解在內(nèi)礦加工程建模中，必然會假設(shè)、簡化、省略、近似。使用數(shù)學(xué)模型：須謹(jǐn)慎1.1.4數(shù)學(xué)模型的描述因變量系統(tǒng)參數(shù)模型中的數(shù)學(xué)問題輔助變量統(tǒng)計(jì)方法1.2數(shù)學(xué)模型的分類1.2.1依據(jù)認(rèn)識程度的分類 1.2.2依據(jù)數(shù)學(xué)模型要素的分類 1.2.3機(jī)理模型與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?1.2.4穩(wěn)態(tài)模型與動(dòng)態(tài)模型 1.2.5確定模型與隨機(jī)模型 1.2.6經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膬煞N類型--擬合模型與插值模型 數(shù)學(xué)模型分類的意義：幫助建模人員知道所建數(shù)學(xué)模型處于數(shù)模空間的哪個(gè)位置，以及一旦原有模型不適用時(shí)可以選擇其它哪些模型。數(shù)學(xué)模型的分類角度所針對的原型系統(tǒng)認(rèn)識程度數(shù)學(xué)模型要素礦物加工數(shù)建模中的傳統(tǒng)（或常用）分類機(jī)理模型經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途C合模型穩(wěn)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型確定模型隨機(jī)模型經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膬煞N類型1.3數(shù)學(xué)模型的建立方法1.3.1機(jī)理模型的建立方法 1.3.2經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⒎椒?/p>

1.3.1機(jī)理模型的建立方法建立方法：根據(jù)原型（實(shí)體或生產(chǎn)過程）的內(nèi)部機(jī)理，列出有關(guān)平衡方程，如物料平衡方程、能量平衡方程、動(dòng)量平衡方程、相平衡方程等，以及某些物性方程、設(shè)備的特征方程等，經(jīng)推導(dǎo)后得出關(guān)于因變量與系統(tǒng)參數(shù)的表達(dá)式或方程。舉例：單容水槽（水位）機(jī)理模型建立機(jī)理建模的特點(diǎn)常常需要進(jìn)行必要的簡化和假設(shè)機(jī)理模型的參數(shù)都有明確的物理意義外觀相去甚遠(yuǎn)的兩個(gè)系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型也許完全一樣。使人們有可能借助容易搭建的小型系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)室模型去研究大型的實(shí)際系統(tǒng)。1.3.2經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⒎椒?）確定建模目的好和要求2)獲取數(shù)據(jù)3)確定模型形式4)確定模型參數(shù)5)模型檢驗(yàn)可能返工哦！1.4數(shù)學(xué)模型在礦物加工中應(yīng)用1.4.1礦物加工流程模擬方法 1.4.2相關(guān)軟件 1)選廠設(shè)計(jì)工藝流程的計(jì)算、工藝流程的選擇和比較、設(shè)備的選型等問題可以借助數(shù)學(xué)模型，在模型預(yù)測計(jì)算的基礎(chǔ)上，選擇最優(yōu)方案。2)礦物加工生產(chǎn)運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)管理和技術(shù)管理通過數(shù)學(xué)模型評價(jià)當(dāng)前生產(chǎn)和技術(shù)狀況；也可以針對現(xiàn)狀，對改進(jìn)方案進(jìn)行預(yù)測，為調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)改進(jìn)與革新提供決策依據(jù)。另外，礦物加工生產(chǎn)的許多經(jīng)濟(jì)管理和技術(shù)管理問題也會通過運(yùn)籌學(xué)模型（如規(guī)劃模型）來解決。3)選廠自動(dòng)控制根據(jù)礦物加工設(shè)備和礦物加工過程的數(shù)學(xué)模型，對礦物加工生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)控制，可以提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高管理水平，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。此外，礦物加工流程模擬（或仿真）是建立礦物加工數(shù)學(xué)模型的重要內(nèi)容和主要目的。1.4.1礦物加工流程模擬方法

按照分選設(shè)備和分選過程將加工流程劃分成多個(gè)相對獨(dú)立的作業(yè)，建立各個(gè)作業(yè)的數(shù)學(xué)模型，然后按流程組合各作業(yè)，構(gòu)成對整個(gè)加工系統(tǒng)的模擬。所以，選煤流程模擬是積木式的，與軟件工程的模塊化原則恰好一致。

在計(jì)算機(jī)中模擬選煤流程就是以各作業(yè)（或設(shè)備）的數(shù)學(xué)模型為模塊、按工藝邏輯靈活組織流程并實(shí)現(xiàn)計(jì)算的軟件系統(tǒng)。1.4.2相關(guān)軟件(1)選煤工藝計(jì)算軟件包主要功能包括：數(shù)據(jù)校正，大篩分計(jì)算，浮沉資料混合，可選性及分配率計(jì)算，可選性及分配曲線擬合，重選工藝流程計(jì)算，選煤流程優(yōu)化，配煤計(jì)算，煤炭發(fā)熱量預(yù)測計(jì)算，等。(3)選礦流程模擬軟件USIMPAC法國地礦研究局(BRGM)開發(fā)的選礦流程穩(wěn)態(tài)模擬軟件(4)選礦廠模擬軟件ModSim猶它大學(xué)R.P.King主持研發(fā)的礦石加工工廠模塊化仿真軟件(2)選礦模擬計(jì)算軟件JKSimMet與JKSimFloat澳大利亞昆士蘭大學(xué)J.K.