本申請(qǐng)涉及人工智能領(lǐng)域，尤其涉及一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、超細(xì)硫酸鋇作為一種重要的功能性無(wú)機(jī)材料，其在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中展示了不可或缺的角色，特別是在塑料、橡膠、涂料以及油墨等制造業(yè)中。超細(xì)硫酸鋇因具有高密度、高白度以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用作填料或顏料。由于這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)α蛩徜^粒度和形態(tài)有著嚴(yán)格的要求，制備超細(xì)硫酸鋇的技術(shù)研究顯得尤為重要。現(xiàn)有的超細(xì)硫酸鋇制備技術(shù)主要包括物理方法和化學(xué)方法，如球磨、微波輔助合成、共沉淀等。這些方法在工業(yè)上已被證實(shí)可有效制備出粒徑均一、分散性好的硫酸鋇粉體。然而，這些技術(shù)往往存在能耗高、生產(chǎn)效率低、粒度控制及形態(tài)調(diào)控困難等缺點(diǎn)，難以滿(mǎn)足日益嚴(yán)苛的市場(chǎng)需求。

2、對(duì)于現(xiàn)有的超細(xì)硫酸鋇制備技術(shù)的不足，業(yè)界已嘗試通過(guò)多種方法進(jìn)行優(yōu)化。例如，改進(jìn)的球磨技術(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)磨球的大小和材質(zhì)、優(yōu)化磨機(jī)的運(yùn)行參數(shù)來(lái)獲得更好的粉碎效果；在化學(xué)合成方法中，通過(guò)添加不同的表面活性劑或使用微波輔助技術(shù)以改善粒度和晶體形態(tài)的均一性。盡管這些改進(jìn)在一定程度上提升了產(chǎn)品質(zhì)量，但仍然存在諸如生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染大、過(guò)程控制復(fù)雜等問(wèn)題。此外，這些傳統(tǒng)方法通常依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置參數(shù)，缺乏針對(duì)特定批次和材料特性的靈活調(diào)控能力，限制了其在高質(zhì)量超細(xì)硫酸鋇粉體大規(guī)模生產(chǎn)上的應(yīng)用。

3、因此，亟需一種技術(shù)方案，從而能夠更精準(zhǔn)地控制粉體的粒徑分布和形態(tài)，減少能耗和原料浪費(fèi)，提升生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的方法及系統(tǒng)。本申請(qǐng)解決了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染大和過(guò)程控制復(fù)雜等技術(shù)問(wèn)題。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的方法，包括：將質(zhì)量合格的硫酸鋇原料分離至適合氣流粉碎的顆粒粒徑；基于仿真計(jì)算對(duì)氣流粉碎機(jī)初始的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以對(duì)分離后的硫酸鋇原料進(jìn)行氣流式粉碎；實(shí)時(shí)采集氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法計(jì)算所述氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)優(yōu)化工作參數(shù)。

3、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，所述將質(zhì)量合格的硫酸鋇原料分離至適合氣流粉碎的顆粒粒徑，包括：選擇質(zhì)量合格的硫酸鋇原料進(jìn)行篩選和清洗，以去除表面雜質(zhì)和水分；使用球磨機(jī)將硫酸鋇原料粗磨至目標(biāo)顆粒粒徑范圍內(nèi)；將粗磨后的硫酸鋇原料通過(guò)振動(dòng)篩進(jìn)行顆粒粒徑篩選，以分離出適合氣流粉碎的顆粒粒徑的硫酸鋇原料。

4、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，所述基于仿真計(jì)算對(duì)氣流粉碎機(jī)初始的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以對(duì)分離后的硫酸鋇原料進(jìn)行氣流式粉碎，包括：構(gòu)建粉碎動(dòng)力學(xué)方程、破碎頻率方程和生成速率方程，以得到目標(biāo)仿真模型；將零級(jí)工作參數(shù)帶入目標(biāo)仿真模型，以進(jìn)行數(shù)值模擬，并得到顆粒粒徑分布；根據(jù)顆粒粒徑分布與目標(biāo)粒徑閾值對(duì)零級(jí)工作參數(shù)進(jìn)行迭代仿真計(jì)算，以調(diào)整零級(jí)工作參數(shù)；當(dāng)零級(jí)工作參數(shù)對(duì)應(yīng)顆粒粒徑分布的數(shù)值模擬值達(dá)到目標(biāo)粒徑閾值時(shí)，將當(dāng)前零級(jí)工作參數(shù)作為氣流粉碎機(jī)初始的工作參數(shù)，以對(duì)分離后的硫酸鋇原料進(jìn)行氣流式粉碎。

5、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，所述粉碎動(dòng)力學(xué)方程，包括：

6、?，其中，表示對(duì)時(shí)刻t的一階導(dǎo)數(shù)，表示t時(shí)刻顆粒粒徑l的顆粒數(shù)濃度，表示t時(shí)刻粗顆粒破碎而生成顆粒粒徑l的顆粒的速率，表示t時(shí)刻顆粒粒徑l的顆粒的破碎頻率。

7、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，所述破碎頻率方程，包括：,其中，表示t時(shí)刻顆粒粒徑l的顆粒的破碎頻率，表示初級(jí)系數(shù)，表示顆粒密度，表示相對(duì)速度，表示含有系統(tǒng)幾何參數(shù)的函數(shù)，表示第一系數(shù)，表示第二系數(shù)，表示第三系數(shù)，表示第四系數(shù)；其中，所述初級(jí)系數(shù)為0.5，所述第一系數(shù)為0.9，所述第二系數(shù)為-0.3，所述第三系數(shù)為1.2，所述第四系數(shù)為0.7。

8、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，所述生成速率方程，包括：,其中，表示t時(shí)刻粗顆粒破碎而生成顆粒粒徑l的顆粒的速率，表示t時(shí)刻顆粒粒徑l的顆粒數(shù)濃度，表示破碎概率的標(biāo)度因子，表示粒徑對(duì)破碎概率的影響指數(shù)；其中，所述標(biāo)度因子為，所述影響指數(shù)的取值范圍為1.2至1.5。

9、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，所述實(shí)時(shí)采集氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法計(jì)算所述氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)優(yōu)化工作參數(shù)，包括：構(gòu)建并初始化策略網(wǎng)絡(luò)和價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，所述策略網(wǎng)絡(luò)用于生成動(dòng)作，所述價(jià)值網(wǎng)絡(luò)用于評(píng)估當(dāng)前狀態(tài)的價(jià)值；智能體與環(huán)境進(jìn)行交互，并通過(guò)執(zhí)行動(dòng)作獲得獎(jiǎng)勵(lì)，以收集包括狀態(tài)、動(dòng)作和獎(jiǎng)勵(lì)的數(shù)據(jù)；基于收集的數(shù)據(jù)，利用ppo算法構(gòu)建損失函數(shù)，以更新策略網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)；根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，利用價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)更新價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。

10、.本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的系統(tǒng)，包括：前處理單元、粉碎單元和控制單元；其中，所述前處理單元，用于將質(zhì)量合格的硫酸鋇原料分離至適合氣流粉碎的顆粒粒徑；所述粉碎單元，用于基于仿真計(jì)算對(duì)氣流粉碎機(jī)初始的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以對(duì)分離后的硫酸鋇原料進(jìn)行氣流式粉碎；所述控制單元，用于實(shí)時(shí)采集包括顆粒粒徑、溫度和壓力的氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法計(jì)算所述氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)優(yōu)化工作參數(shù)。

11、本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的設(shè)備，包括：處理器、存儲(chǔ)器、系統(tǒng)總線(xiàn)；其中，所述處理器以及所述存儲(chǔ)器通過(guò)所述系統(tǒng)總線(xiàn)相連；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括指令，所述指令當(dāng)被所述處理器執(zhí)行時(shí)使所述處理器執(zhí)行上述實(shí)施例中所述的方法。

12、在如上所提供的一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的方法、系統(tǒng)及設(shè)備中，本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)引入基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎技術(shù)開(kāi)辟了新的可能性。這種技術(shù)利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法對(duì)粉碎過(guò)程進(jìn)行智能優(yōu)化，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整操作參數(shù)，如氣流速度、溫度、壓力等，確保在動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)環(huán)境中獲得最優(yōu)的粉碎效果。與傳統(tǒng)的氣流粉碎技術(shù)相比，基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的方法能更精準(zhǔn)地控制粉體的粒徑分布和形態(tài)，減少能耗和原料浪費(fèi)，提升生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述將質(zhì)量合格的硫酸鋇原料分離至適合氣流粉碎的顆粒粒徑，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述基于仿真計(jì)算對(duì)氣流粉碎機(jī)初始的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以對(duì)分離后的硫酸鋇原料進(jìn)行氣流式粉碎，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述粉碎動(dòng)力學(xué)方程，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述破碎頻率方程，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述生成速率方程，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述實(shí)時(shí)采集氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法計(jì)算所述氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)優(yōu)化工作參數(shù)，包括：

8.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的系統(tǒng)，其特征在于，包括前處理單元、粉碎單元和控制單元；其中，

9.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的設(shè)備，其特征在于，包括：處理器、存儲(chǔ)器、系統(tǒng)總線(xiàn)；其中，所述處理器以及所述存儲(chǔ)器通過(guò)所述系統(tǒng)總線(xiàn)相連；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括指令，所述指令當(dāng)被所述處理器執(zhí)行時(shí)使所述處理器執(zhí)行權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的氣流式粉碎制備超細(xì)硫酸鋇的方法及系統(tǒng)，所述方法包括：將質(zhì)量合格的硫酸鋇原料分離至適合氣流粉碎的顆粒粒徑；基于仿真計(jì)算對(duì)氣流粉碎機(jī)初始的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以對(duì)分離后的硫酸鋇原料進(jìn)行氣流式粉碎；實(shí)時(shí)采集氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法計(jì)算所述氣流粉碎機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)優(yōu)化工作參數(shù)。通過(guò)本申請(qǐng)的方案，能夠更精準(zhǔn)地控制粉體的粒徑分布和形態(tài)，減少能耗和原料浪費(fèi)，提升生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：周世勇,陳志連,陳煒?lè)?殷小強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：平利縣安得利新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17