多元逐步回归分析在选矿过程控制中的应用a.pdf
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1、多元逐步回归分析在选矿过程控制中的应用李学汇(武汉化工学院,430073)摘要本文介绍作者将多元逐步回归分析方法用于选矿过程控制的一次尝试。对作者自行开发的多元逐步回归分析软件的基本原理及功能作了简要说明。例重介绍了用此软件对王集选矿厂浮选控制参数进行分析的步骤与方法。关键词多元逐步回归分析选矿过程控制统计分析调优A n Application ofM ultivariate Prograssive RegressionA nalysis to theM ineral Processing ContorlL i Xuehui(W uhan Institute of Chcm ical Tech
2、nology,430073)AbstractA n explore of that how to use themultivariate prograssive regression analy2sis to them ineralprocessing control is porformed by author.The software ofmultivari2ate prograssive regression analysiswas developed by author,and its basic principle andfunction are explained in the p
3、aper briefly.It gaves emhasis on introducing the stepsand method of analyzing the floatation contorl parameters of W angji concentrator bythis software.Keywordsmultivariate prograssive regression analysis,m incral processing contorl,statistical analysis,opti m ization我们曾应荆襄磷化工公司王集选矿厂要求,对其选矿过程控制系统的改造
4、方案进行论证。在论证过程中,我们开发了一套统计调优软件,并用其中的多元逐步回归分析程序对其原有的控制系统作了初步分析,分析结果基本上能说明问题。我们的实践说明,在选矿过程中使用数理统计的一些分析方法是很有前途的。此文将对我们的尝试作一简介。1参数说明王集选矿厂在其选矿过程中追求的目标是:在精矿品位达到要求的基础上尽量提高回收率。影响回收率及精矿品位的有原矿品位、给矿量、矿浆浓度、矿浆细度、矿浆温度以及四种药剂在各投药点的投药量等共15个可控制参数,如表1:其中N a2CO3、S711、N a2Si O3和O.P.S是四种选矿药剂;粗选、粗?、粗、精?、扫选、二磨表示投药位置;A1-A3,B1-
5、B7,C5,C6代表参数名,其中A代表给药岗位上的参数,即药剂在该点的投入量,B代表浮选岗位上的参数,C代表磨矿岗位上的参数,其后的下标表示该参数在对应岗位上的序号。X1-X14表示各参数在逐步回归分析中所对应变量名。由于给矿装置的电子称出了故障,给矿量无记录,故在分析时此参数被排除。除上述参数外,还有精矿品位,尾矿品位两参数能被检测。根据原矿品位(),精矿品位()及尾矿品位(),可以算出回收率 。其计算公式是:1997年9月系统工程理论与实践第9期本文于1997年1月31日收到 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All righ
6、ts reserved.=-100表1N a2CO3S711N a2S iO3O.P.S3粗选精?二磨粗选精?粗选精?粗?粗扫选原矿品位矿浆温度给矿量矿浆浓度矿浆细度A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10B1B6B7C5C6X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14选矿过程的目标是,在保证精矿品位达到标准的情况下,尽量提高回收率。如果我们以回收率为主要目标变量,在生产中我们要控制15个可控参数在一定范围内,以使回收率最高。如果我们设回收率为Y,则Y与Xi(i=1,15)之间一定存在一种函数关系,如果我们能找到这种函数关系,就不难确定为使Y最大,各Xi应取值的范围。这
7、就为我们在生产中控制参数Xi提供了依据。这就是操作调优或操作优化。2多元逐步回归分析及其软件问题是我们怎样确定y与各xi的函数关系呢?回归分析的办法是先假设Y与各Xi存在某一种函数关系,如线性关系,即y=0+615i=1ixi(1)再利用对y及xi(i=1,15)的N次检测记录:(y;x1,x2,x15),=1,N其中代表记录号,xi代表第个记录中xi的检测值。利用这N个记录数据,根据最小二乘法原理求出对i的估计值bi(i=1,15)。从而得到回归方程y=b0+615i=1bixi(2)回归方程(2)是否能代表y与各xi之间的真实关系呢?必须要用统计原理对其进行检验,一要检验假设y与各xi之间
8、的存在线性关系(1)是否合理。二要检验用bi作 i的估计值是否可靠。只有通过这两种检验的回归方程(2)才可以使用。上述回归方程是多元线性回归方程。回归方程并非一定要是线性的,非线性的如指数型,多项式型等亦能处理,因为他们都能转换成线性的。求回归方程的方法很多,多元逐步回归是一种很有效的办法。基本思想是将因子一个一个地引入到回归方程中。每次引入的因子都是末引入因子中对Y影响最大的因子,而且在每引入一个新的因子之后,还要对已引入的老因子进行检验,若发现在引入新因子后,某老因子对Y的影响已不显著,则将其从回归方程中剔除3。这样建立的回归方程只包含对Y影响显著的变量,不包含对Y影响不显著的变量。显然这
9、样的回归方程更优越。特别适于设计控制系统参考。我们针对王集选矿厂开发的一套统计分析软件包中,包含了多元逐步回归分析程序,此外还包含数据输入、数据输出及转换程序。数据输入程序用在现场,在PC机上运行。输入格式完全仿照工人填写原始记录表的格式。由给药流量原始记录、浮选岗位原始记录和磨矿浓细度测定记录组成。具有输入检索、修改等屏幕编辑功能,使用方便。其它几个程序则在我院VAX机上运行,转换软件能将PC机上输入的数据记录转换输入到ORACL E数据库中,并能对数据记录作计算、删除、归并、修改整理等预处理工作,以便多元回归程序使用。在进行逐步回归之前,先将数据记录送ORACL E数据库的目的有两个,一是
10、为了便于对数据作预处理,二是为了使这些数据能方便地被其它软件共享。输出程序能以图形或表格的形式输出回归分析的结果。多元逐步回归分析程序不仅能处理多元线性回归方程,还能处理多元非线性回归方程,如多项式、自901第9期多元逐步回归分析在选矿过程控制中的应用 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.然对数、指数、平方根、倒数等回归方程,甚至这些类型的综合回归方程也能处理。回归方程可以含交叉项(如X1X2)。使用该程序时,只要按照程序提示输入方程类型号、变量个数、方次数和显著性水平,如果需要交叉项则还需指
11、明哪些项交叉。程序能对用户选择的参数作合理性检查,最后要求用户输入数据所在数据库名。如果该文件存在则程序即能自动运行,并输出多元逐步回归分析结果。3数据采集与预处理王集选矿厂的检测手段十分落后,大部分数据靠人工测量取得。原有生产记录中的数据很不可靠。为了能得到一批较可靠的数据,我们在王集选矿厂磨浮车间跟班劳动四十天,与浮选、给药等岗位的工人同志一起,每小时测量一次,收集了一批较为完整的数据。在我们跟班的四十天中,由于生产出现故障停产等原因,连续生产(中间停产时间不超过3小时)的最长时间是七天,最短的只有几个小时。我们只将连续生产时间在三天以上的记录取出作分析,这样能保证一定的数据量,使分析较为
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