《选矿过程模拟与优化》实验课程简介
一、基本信息
课程名称：选矿过程模拟与优化
英文名称：Mineral procession modeling and optimization
课程性质：选修
先修课程：矿物加工学、高等数学、数理统计、线性代数、计算机语言
开课单位：化工学院
实验类型：非独立设课
适用专业：矿物加工工程
应开学期：6
总学时：32
总学分：2
实验学时：10
二、课程简介
《选矿过程模拟与优化》课程是一门专业选修课程；其先修课程是矿物加工学、高等数学、线性代数、概率论与数理统计、计算机高级语言；适用矿物加工工程专业。该课程主要讲述如何利用数学方法建立选矿过程数学模型，并利用计算机高级语言对选矿过程进行模拟和优化；通过该课程的学习，使学生具备更高层次地开展选矿厂生产管理，利用数学模型进行选矿生产过程的预测、优化，进而实现选矿过程自动控制。
三、课程质量标准
1．课程目标
通过本课程学习，以实现如下目标和对学生的要求：
课程目标1：掌握建立数学模型的一般方法，并能够根据选矿过程的影响因素，建立合适的数学模型。
课程目标2：能够对讲授的数学模型，根据选矿工艺要求用计算机语言编程实现。
课程目标3：能够利用数学模型实现选矿过程的预测和优化。
课程目标4：能够利用计算机和数学模型对选矿工艺过程的一些复杂问题进行模拟研究。
课程目标与毕业要求的对应关系如下：
毕业要求 | 二级指标点 | 课程目标 |
1、工程知识 | 1.1 能够将数学、自然科学、工程基础等相关专业知识用到复杂矿物加工工程问题的恰当表述中。 | 课程目标1 课程目标2 |
1.2 能够针对矿物加工单元过程建立数学模型，并利用模型进行生产过程的预测和优化。 | 课程目标2 课程目标3 | |
1.3 能将工程和专业知识用于分析和解决矿物加工领域的复杂工程问题。 | 课程目标4 | |
2、问题分析 | 2.1能够针对复杂矿物加工工程问题进行识别和判断，并结合专业知识进行有效分解。 | 课程目标4 |
2.4 能运用所学知识的基本原理，分析矿物加工过程的影响因素，证实解决方案的合理性。 | 课程目标1 | |
5、研究 | 5.2 能够运用专业的数据处理与分析软件，对科学研究与工程应用过程中的数据进行处理与分析，能够对复杂工程问题进行预测、模拟和优化。 | 课程目标3 |
2．基本要求
根据选矿生产或试验数据，利用计算高级语言编程建立选矿各生产过程或单元数学模型，并能够利用数学模型对重选过程进行优化计算。
3．课程体系概况
项目编号 | 实验项目名称 | 学时分配 | 每组人数 | 实验属性 演示/验证/综合/设计/创新 | 开出要求 必做/选做 |
01 | 一元线性回归模型的建立 | 1 | 1 | 综合 | 1和2选做其中一项 |
02 | 一元非线性可化为线性模型建立 | 1 | 1 | 综合 | |
03 | 多元线性回归模型的建立 | 2 | 1 | 综合 | 必做 |
04 | 插值模型的建立 | 3 | 1 | 综合 | 必做 |
05 | 重力选过程优化计算 | 4 | 1 | 综合 | 必做 |
4．实验内容与要求（依据课程体系逐一罗列每个项目）
项目编号：01
项目名称：一元线性回归模型的建立
实验内容：根据选煤生产实际资料，建立一元线性模型，并检验。
实验要求：利用计算机高级语言编程实现。
预习要求：熟悉本单元内容，根据实验指导书提前编写好程序。
操作与观察：调试程序。
实验报告要求：打出程序清单，输出结果。
实验编号：02
项目名称：一元非线性可化为线性模型建立
实验内容：根据选煤生产实际资料，建立一元非线性可化为线性模型，并检验。
实验要求：利用计算机高级语言编程实现。
预习要求：熟悉本单元内容，根据实验指导书提前编写好程序。
操作与观察：调试程序。
实验报告要求：打出程序清单，输出结果。
项目编号：03
项目名称：多元线性回归模型的建立
实验内容：根据选煤生产实际资料，建立多元线性模型，并检验。
实验要求：利用计算机高级语言编程实现。
预习要求：熟悉本单元内容，根据实验指导书提前编写好程序。
操作与观察：调试程序。
实验报告要求：打出程序清单，输出结果。
项目编号：04
项目名称：插值模型的建立
实验内容：根据选煤生产实际资料，建立插值模型。
实验要求：利用计算机高级语言编程实现。
预习要求：熟悉本单元内容，根据实验指导书提前编写好程序。
操作与观察：调试程序。
实验报告要求：打出程序清单，输出结果。
项目编号：05
项目名称：重力选过程优化计算
实验内容：根据选煤生产实际资料，建立分配曲线模型和实际可选性曲线模型，并利用优化计算方法对块、末煤分选作业指标进行优化。
实验要求：利用计算机高级语言编程实现。
预习要求：熟悉本单元内容，根据实验指导书提前编写好程序。
操作与观察：调试程序。
实验报告要求：打出程序清单，输出结果。
5．课程考核
考核方式：考查，其中：大作业占70%，平时成绩占30%。
序号 | 大作业名称 | 内容 | 开出要求 | 对应毕业要求 |
1 | 一元线性回归模型的建立 | 利用计算机高级语言，根据选煤生产实际资料，建立一元线性模型，并检验。 | 第1、2题任选一题做 | 课程目标1、2 |
2 | 一元非线性可化为线性模型建立 | 利用计算机高级语言，根据选煤生产实际资料，建立一元非线性可化为线性模型，并检验。 | 第1、2题任选一题做 | 课程目标1、2 |
3 | 多元线性回归模型的建立 | 利用计算机高级语言，根据选煤生产实际资料，建立多元线性模型，并逐步检验。 | 必做 | 课程目标1、2 |
4 | 插值模型的建立 | 利用计算机高级语言，根据选煤生产实际资料，建立插值模型。 | 必做 | 课程目标1、2 |
5 | 重力选过程优化计算 | 利用计算机高级语言，根据选煤生产实际资料，建立分配曲线模型和实际可选性曲线模型，并利用优化计算方法对块、末煤分选作业指标进行优化。 | 必做 | 课程目标2、3、4 |
四、课程师资队伍
课程负责人及主讲教师：博士，讲师以上，具有本科或硕士阶段的矿物加工工程专业背景。
五、教学资源要求
实验室名称：化工楼计算机房
主要设备、材料：计算机
教材：陶有俊主编，《选矿过程模拟与优化》，中国矿业大学出版社，2017
指导书：《选矿过程模拟与优化》上机指导书
主要参考书：
1）A. J. Lynch，《浮选回路的模拟与优化》，2000
2）A. J. Lynch，《破碎与磨矿回路》，原子能出版社，2001
3）王泽红，陈晓龙等，《选矿数学模型》，冶金工业出版社，2015
4）冯绍灌主编，《选煤数学模型》，煤炭工业出版社，1990
5）任天忠，选矿数学模拟及模型，中南工业大学出版社，2002
6）胡为柏、李松仁主编，《数学模型在矿物加工工程中的应用》，湖南科技出版社，1983
六、说明
1）本课程教学质量标准也适用于矿物加工工程专业。
2）本课程教学质量标准的变更需由课程负责人提出，专业负责人组织系所会议讨论通过。
制定者：陶有俊
审定者：陶有俊
批准者：周长春