混合选别过程是采用浓密过程和浮选过程相结合的方式对磁选后的矿浆进行选别,是赤铁矿选矿生产中的一个重要工序,其各环节的精矿品位和尾矿品位指标直接影响了选矿厂的最终产品的铁精矿品位和回收率等生产指标,因此,实现混合选别过程的优化控制对于提高选矿产品质量以及生产效率都具有重要意义。混合选别过程具有多变量、强耦合、非线性、工况变化等综合复杂特性,因此具有相当的控制难度。本文在国家科技支撑计划“选矿过程全流程先进控制技术”(2012BAF19G01)的支持下,针对混合选别过程建模、控制和优化算法工程化验证和深入研究的需求,在实验室环境下,开展了混合选别过程优化控制实验软件的设计与开发,为混合选别过程的优化控制算法的深入研究和工程化验证提供了实验平台和支撑环境。本文的研究工作包括:(1)建立了混合选别过程动态机理模型。通过对混合选别过程的动态特性分析,利用物料守恒原理、金属守恒原理结合柯尔森公式建立了浓密过程的动态机理模型;采用物料守恒原理和金属守恒原理结合哈里斯两相浮选动力学模型建立了浮选过程的动态机理模型;在此基础上结合混合选别过程中各物料流的连接关系建立混合选别过程动态机理模型。(2)从过程控制和优化控制实验的角度出发,设计并开发了由虚拟对象模块、过程控制模块和优化设定模块组成的混合选别过程优化控制实验软件。虚拟对象利用Matlab软件的计算功能对建立的数学模型进行求解,使用Visual Studio软件开发虚拟对象模块人机界面,模拟实际生产过程动态特性,过程控制模块WinCC和STEP7软件实现对混合选别过程中基本回路的自动控制,优化设定模块用来实现在基本回路设定值的优化,实现生产工艺指标的优化控制。(3)混合选别过程优化控制实验研究。通过运行数据验证动态机理模型的有效性;利用实验软件进行过程控制以及优化控制算法实验,通过实验验证了混合选别过程优化控制实验软件的有效性和实用性。