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　　1928年 Klein和 Szegvari 最先提出了攪拌磨機(jī)概念，1952年河端重勝博士發(fā)明塔磨機(jī) ( TowerMill 即立式螺旋磨礦機(jī))。第一臺(tái)在礦物加工應(yīng)用的立式螺旋磨礦機(jī)是由日本 Kubota 公司制造的，Metso 礦物公司于 1979 年取得該項(xiàng)技術(shù)，生產(chǎn)的磨機(jī)叫作 Vertimill 磨機(jī)。隨著世界范圍內(nèi)，礦石磨礦粒度的變細(xì)，立式攪拌磨在全球得到了快速應(yīng)用。立式攪拌磨從研發(fā)至今在礦山主要作為精礦再磨設(shè)備，設(shè)備規(guī)格相對(duì)偏小且運(yùn)行穩(wěn)定，故目前針對(duì)立式攪拌磨負(fù)荷在線檢測(cè)、襯板磨損在線檢測(cè)、粒度檢測(cè)等檢測(cè)手段尚未開(kāi)發(fā)，行業(yè)內(nèi)處于空白狀態(tài)。

　　選礦自動(dòng)化技術(shù)始于上世紀(jì)40年代，起初只是對(duì)對(duì)選礦工藝中一些重要變量進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)與控制。而到了50年代末期，模巧儀表運(yùn)用于選礦過(guò)程的控制，使得選礦自動(dòng)化水平有了很大的提高。60年代末，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)控制中，選礦作業(yè)也結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，開(kāi)啟了DDC數(shù)字控制。到70年代，常規(guī)的靜態(tài)控制已不能滿足人們的需求，于是開(kāi)始了選礦工藝優(yōu)化控制的研巧和實(shí)驗(yàn)，使得選礦自動(dòng)控制技術(shù)己得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，從最初的靜態(tài)控制到發(fā)展到了現(xiàn)在的動(dòng)態(tài)控制。二十一世紀(jì)起，多家世界級(jí)大型公司，包括美國(guó)、南非、澳大利亞、西班牙和英國(guó)等，聯(lián)合贊助澳洲研究組織開(kāi)發(fā)磨機(jī)負(fù)荷在線檢測(cè)與分析系統(tǒng)，這種在線分析系統(tǒng)通過(guò)對(duì)球磨機(jī)表面振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)，來(lái)確定磨機(jī)內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)情況。通過(guò)對(duì)研磨物料運(yùn)動(dòng)情況的分析，可得到襯板和提升板結(jié)構(gòu)的磨損狀況，根據(jù)檢測(cè)到的信息判斷磨機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)是否在礦石性質(zhì)Ｗ及工藝流程要求的范圍內(nèi)，并在此分析的基礎(chǔ)上對(duì)磨機(jī)的操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制

　　相比之下，磨礦選礦系統(tǒng)自動(dòng)化的研究與應(yīng)用起步較晚。由于，工業(yè)化水平低，生產(chǎn)技術(shù)比落后，礦山公司長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)停留在手工操縱階段。在國(guó)內(nèi)選礦磨礦系統(tǒng)自動(dòng)控制研究方面，東北大學(xué)起步較早，1997年７月，由東北大學(xué)自動(dòng)化研究中必、東北大學(xué)自動(dòng)化工控技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司和國(guó)家冶金自動(dòng)化工程技術(shù)研究中屯、（沈陽(yáng)）聯(lián)合開(kāi)發(fā)的＂排山樓金礦選礦生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)＂于在遷寧正式投入運(yùn)行，且運(yùn)行效果較好。此外，在紫金山金礦選礦自動(dòng)化系統(tǒng)、新城金礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中也得到了良好的運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　立式攪拌磨機(jī)是一種重要的選礦設(shè)備，其系統(tǒng)是一種典型的多變量耦合系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)，在對(duì)磨礦系統(tǒng)球磨機(jī)的耦合的研究后得出；不解耦的系統(tǒng)不可能實(shí)現(xiàn)良好的控制，必須進(jìn)行解耦設(shè)計(jì)。

　　立式攪拌磨機(jī)是一種重要的選礦設(shè)備，其磨礦系統(tǒng)是一個(gè)典型的多變量、強(qiáng)耦合、非線性、大時(shí)滯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制具有較大難度。在深入研充立式攪拌磨機(jī)工作原理和工藝流程的基礎(chǔ)上，科研工作者針對(duì)磨機(jī)的自動(dòng)化控制問(wèn)題，相繼提出了傳統(tǒng)的控制方法和智能控制方法，根據(jù)工業(yè)控制現(xiàn)狀，部分己經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用，但由于工業(yè)環(huán)境復(fù)雜，怎樣才能夠使系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于穩(wěn)定的自動(dòng)運(yùn)行狀況是目前未能解決的難題。多變量強(qiáng)耦合系統(tǒng)常見(jiàn)的控制方法如下：

　　（1）自尋優(yōu)控制

　　磨礦系統(tǒng)自動(dòng)控制的關(guān)鍵參數(shù)是負(fù)荷或料位檢測(cè)控制，因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)變化、礦料成分的變化等都會(huì)導(dǎo)致最佳工作狀態(tài)發(fā)生＂飄移＂。對(duì)于此，有研究者將磨機(jī)振動(dòng)信號(hào)作為自尋優(yōu)控制的指標(biāo)，在控制中與模糊控制算法結(jié)合實(shí)現(xiàn)在線尋優(yōu)控制給礦量。也有學(xué)者運(yùn)用動(dòng)態(tài)步進(jìn)搜索法實(shí)現(xiàn)參數(shù)預(yù)估：輸入某一信號(hào)，檢測(cè)輸出量的大小，并比較引起變化的輸出量變化方向，再按輸出目標(biāo)方向調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入。這種方法的缺點(diǎn)是輸入輸出量調(diào)節(jié)過(guò)于頻繁，計(jì)算量較大，可能不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。自尋優(yōu)在線控制的優(yōu)化指標(biāo)根據(jù)系統(tǒng)具體沒(méi)各的型號(hào)、礦料的質(zhì)量、運(yùn)行工況復(fù)雜程度以及參量的變化變化。所以，自尋優(yōu)控制方法對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制要求較髙，實(shí)現(xiàn)難度較大。

　　（2）預(yù)測(cè)控制

　　常規(guī)PID控制方法求得的系統(tǒng)輸入值是根據(jù)系統(tǒng)過(guò)去某時(shí)刻檢測(cè)到的控制量值與系統(tǒng)設(shè)定值通過(guò)控制算法得到的。預(yù)測(cè)控制求得的系統(tǒng)輸入值與常規(guī)PID控制不同，它是通過(guò)系統(tǒng)前一時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的偏差值計(jì)算而來(lái)，送種控制方法能夠預(yù)測(cè)系統(tǒng)控制量的變化，更能有效的實(shí)現(xiàn)控制。實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程磨礦系統(tǒng)比較復(fù)雜，系統(tǒng)的波動(dòng)較大，因此，預(yù)測(cè)控制磨礦系統(tǒng)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。大量的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，這種方法能夠有效解決系統(tǒng)響應(yīng)的強(qiáng)干擾、大時(shí)滯等問(wèn)題。但其穩(wěn)定性問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。

　　（3）模糊控制

　　對(duì)于難以精確獲得數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)，這種控制方法比較實(shí)用，因?yàn)樗捎媒⒑玫臄?shù)據(jù)庫(kù)和控制規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入輸出量控制。對(duì)于磨礦磨礦系統(tǒng)這種數(shù)學(xué)模型難以建立的系統(tǒng)，模糊控制具有很好的適應(yīng)性，因此，它被廣泛的應(yīng)用于多變量、大時(shí)滯、強(qiáng)耦合的工業(yè)控制中目前模糊控制的相關(guān)方法較多，較為常用的是分級(jí)模糊控制方法，這種方法使磨礦系統(tǒng)的模糊控制規(guī)則減少，系統(tǒng)控制變得相對(duì)簡(jiǎn)單。單一的模糊控制缺乏系統(tǒng)性，模糊規(guī)則和隸屬函數(shù)常憑經(jīng)驗(yàn)獲得，對(duì)于太復(fù)雜系統(tǒng)控制難以奏效，因此應(yīng)用時(shí)常與其它控制算法結(jié)合。（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制就是將（人工）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)中做控制器與辨識(shí)器的方法。它的特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)能力、非線性映射能力、強(qiáng)魯棒性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在非線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)辨識(shí)和建模方面具有明顯的優(yōu)越性，非常適合控制量動(dòng)態(tài)特性隨工況變化較大的工業(yè)拉制系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是把一切推理都變?yōu)閿?shù)字計(jì)算，有時(shí)會(huì)丟失一些信息。

　　（５）解耦控制

　　解耦控制就是利用某種合適的控制規(guī)律來(lái)消除系統(tǒng)各回路之間的耦合關(guān)系，常規(guī)解耦方法有靜態(tài)解稱(chēng)和動(dòng)態(tài)解耦。靜態(tài)解耦方法能通過(guò)引入裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)解耦，對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)變動(dòng)比完全解耦控制更敏感。但僅適合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制系統(tǒng)輸入輸出之間線性度更高的系統(tǒng)。立式攪拌磨機(jī)干擾因素較多，工作狀態(tài)很不穩(wěn)定，所以立式攪拌磨機(jī)耦合系統(tǒng)不能用靜態(tài)解耦方法實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)解耦是隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，在系統(tǒng)狀況不斷變化的情況下進(jìn)行解耦，解耦效果根據(jù)控制算法不同。動(dòng)態(tài)解耦系統(tǒng)一般要加入PID環(huán)節(jié)，可按單回路原則來(lái)整定PID參數(shù)。動(dòng)態(tài)解耦控制的常用方法就是通過(guò)添加補(bǔ)償矩陣來(lái)消除各控制回路之間的相互影響。

　　在對(duì)立式攪拌磨機(jī)工況分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：因?yàn)槟サV過(guò)程多輸入多輸出及本身復(fù)雜的工藝特點(diǎn)，使得磨礦的控制量具有非線性、大時(shí)滯性，各輸入輸出量之間具有強(qiáng)烈的耦合性。強(qiáng)烈耦合因素的存在導(dǎo)致各個(gè)輸出量不能達(dá)到確定的輸出，使得極端情況的發(fā)生不可預(yù)知，送嚴(yán)重影響了立式攪拌磨機(jī)生產(chǎn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和工人的操作難度。實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，磨機(jī)的運(yùn)行只是將攪拌器的轉(zhuǎn)速設(shè)定在固定的值，然后添加礦料和配方水，會(huì)出現(xiàn)由于人工操作失當(dāng)使得機(jī)器發(fā)生卡死燒壞電機(jī)的情況。送種機(jī)械結(jié)構(gòu)上比普通球磨機(jī)更能提髙磨礦效率的球磨機(jī)，因?yàn)椴僮髟颍沟闷涔收习l(fā)生率比普通球磨機(jī)高很多，從而不能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。