摘要：
針對傳統的單因素或雙因素球磨機負荷檢測方案的不足，提出了基于多傳感器信息融合的多因素聯合檢測方案。通過檢測球磨機的多種外部響應，找出外部響應與內部負荷之間的關系，從而確定球磨機內部的多個負荷參數。實驗結果表明該方案能夠實現球磨機負荷的準確、及時檢測，為磨礦過程的優化實時控制奠定基礎。
關鍵詞：
多傳感器信息融合、 球磨機負荷檢測、 神經網絡
Abstract:
In view of the insufficient scheme of the traditional load-examination of the ball mill which is based on single-or double- factor,this paper presents a multi-factor union examination scheme which is based on the multi-sensor information amalgamation . Through examination of the multiple external response and the relations between the exterior response and internal load of the ball mill,the confirmation of the many internal load-parameters of the ball mill can be achieved accurately. The experimental result indicates that the scheme can realize the load-examination of the ball mill accurately and promptly, accordingly establishing the foundation of the optimized real-time control for the mine-grinding process.
Key words：
multi-sensor information amalgamation、ball mill load-examination、nerve network
0 引言
在磨礦過程自動控制中，影響磨礦過程作業指標的因素很多：（Ⅰ）屬于物料性質方面的有：礦石可磨度、給料粒度、產品細度等；（Ⅱ）屬于磨機結構方面的有：磨機規格、型式、襯板形狀等；（Ⅲ）屬于操作方面的有：介質形狀、尺寸配比及材質、介質充填率、磨機轉速率、加球制度、料球比和磨礦濃度等。而這些因素本身又相互影響。在上述因素中，第一類和第二類因素被確定以后通常就不再改變；如果設備維修以及添加鋼球的材質都正常，則其可改變的條件只是磨機轉速率、介質充填率、料球比和磨礦濃度，而一旦磨機轉速率固定，則僅僅其余3個因素是可變的。所以，介質充填率（指球磨機靜止時磨礦介質鋼球體積占磨機筒體有效體積的百分比）、料球比（指被磨物料密實體積占球磨機內介質中空隙體積的比例（用小數表示））和磨礦濃度（指球磨機內物料重量占礦漿總重量（物料＋水）的百分比）是球磨機負荷檢測和控制中研究的三個主要參數。這三個參數間接地反映了球磨機的負荷(包括球負荷、物料負荷以及水量的各自數值)，能否準確地檢測出球磨機的負荷是整個球磨機優化控制成敗的關鍵。
為解決上述問題，本文將設計一種基于多傳感器信息融合的球磨機負荷檢測系統，使能夠準確地檢測出球磨機的內部負荷參數：介質充填率、料球比和磨礦濃度。最終根據需要來調整介質加入量、給礦量及給水量，從而實現球磨機優化實時控制的目的。
1 系統總體設計
所謂多傳感器信息融合就是充分利用多個傳感器資源，通過對這些傳感器及其觀測信息的合理支配和使用，把多個傳感器在空間或時間上的冗余或互補信息依據某種準則進行組合，以獲得被測對象的一致性解釋或描述，使該信息系統由此獲得比它的各組成部分的子集所構成的系統更優越的性能。根據處理對象層次的不同，可分為:數據(像素)級融合、特征級融合和決策級融合。
本文采用三因素（聲響、振動和有功功率）檢測方法，分別通過聲音傳感器、振動加速度傳感器和有功功率傳感器進行球磨機外部響應信號的數據采集，經信號處理后提取這三個參數。為了保持盡可能多的現場數據，可將全部傳感器的觀測數據融合，且這三個傳感器是同質的(傳感器觀測的是同一物理現象)，所以可以在數據層進行信息融合，以便獲取充分多的球磨機外部響應信息。最后通過融合算法間接地識別球磨機內部負荷參數（介質充填率、料球比和磨礦濃度）。
2 設計步驟
（1）球磨機三個外部響應信號的數據采集
球磨機聲響信號的采集電路由傳聲器、前置放大器及信號放大電路、抗混疊濾波器、A/D轉換器、微處理器處理部分等組成。聲響信號采集電路如圖1所示：
