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稀土是由镧系元素、钪和钇共17种元素组成。我国是稀土资源大国,稀土的储量和产量均居世界首位。稀土元素在显示器荧光粉、钕铁硼永磁材料、镍氢电池、稀土铝合金、精密陶瓷等的制造中是不可缺少的重要原料。随着稀土工业生产的大型化、集中化和连续化,迫切要求高效、稳定的自动化生产线。由于相邻元素间分离系数较小,稀土元素提纯生产所需萃取分离流程级数多。萃取过程输入的萃取剂流量、料液流量、酸液流量的调节作用,通常需要经长达数小时甚至几十小时的逐级传递才能影响到水相和有机相出口的难萃和易萃稀土元素的组分含量,并且任一流量的变化都对两端出口产品的纯度产生影响,即元素组分含量与萃取过程的输入流量之间存在非线性、大滞后、强耦合。然而,易萃组分和难萃组分在萃取槽中的分布发生变化时,体现在稀土离子的特征颜色前后移动。稀土离子特征颜色带的移动是直观的,而且是可测的。广义预测控制可以预测未来多步模型的输出,并且在多步时段内,控制也有多步作用;模糊控制是以模糊集合理论为基础,在控制中引入人的模糊决策和推理功能,因此可以把人们积累丰富的实际操作经验,即专家控制规则,通过模糊推理和去模糊化,转化为精确的控制量,从而实现萃取过程的自动控制。本文的主要研究工作归纳如下:(1)对稀土萃取分离整个过程有较深入的研究。首先描述了稀土萃取分离的工艺流程,并对萃取过程的机理进行分析;然后讨论了稀土萃取分离过程的自动控制;最后根据当前研究情况,归纳总结了稀土萃取分离技术存在的问题。(2)当萃取工艺条件发生变化时,易萃组分和难萃组分在萃取槽中的分布将发生变化,体现在稀土离子的特征颜色前后移动。利用视频监测的方法,把稀土颜色带变化最快处及其附近作为监测点,然后用图像处理技术,分析识别出颜色带偏移级数。实验结果表明,不管稀土离子特征颜色带前移还是后移,都能准确地判别出偏移级数。(3)利用获取得到的稀土离子特征颜色带偏移量,采用广义预测控制和模糊控制分别对稀土萃取分离进行控制。最后的仿真结果表明,两种控制方法是有效的,从而确保稀土萃取分离最终出口组分含量的纯度。