復(fù)合智能控制和解耦技術(shù)在電弧爐電極調(diào)節(jié)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，電弧爐煉鋼發(fā)展十分迅速，已成為最主要的煉鋼方式之一。我國(guó)電弧爐煉鋼起步較晚，雖然冶煉技術(shù)有了大幅提升，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的電弧爐煉鋼規(guī)模小，控制技術(shù)落后，電極損耗大，廢料利用率低，電能消耗大，冶煉周期長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量低，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求。因此，提高電弧爐煉鋼的技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。電弧爐冶煉過(guò)程中，電極調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)是電弧爐煉鋼的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其作用是調(diào)節(jié)電極在爐內(nèi)的移動(dòng)位置，使

2、弧長(zhǎng)保持恒定，電弧電壓和電流的比例恒定，從而使輸入功率穩(wěn)定。由于電弧爐電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合、多變量的時(shí)變系統(tǒng)，采用常規(guī)的 PID或者單一的控制方式已無(wú)法滿足控制要求，因此需要設(shè)計(jì)一種集成的、復(fù)合的智能控制策略來(lái)解決日益復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
　　本文首先在全面了解電弧爐的工作原理和冶煉工藝的基礎(chǔ)上，分別建立了交流電弧模型、三相電極模型、供電系統(tǒng)模型和液壓系統(tǒng)模型，分析了電極弧長(zhǎng)與弧流、弧壓間的函數(shù)關(guān)系。其次，針對(duì)三相電極間的

3、耦合問(wèn)題，結(jié)合傳統(tǒng)的解耦方法，設(shè)計(jì)一種基于單神經(jīng)元的自適應(yīng)解耦控制器，即在控制器和被控對(duì)象之間加上解耦補(bǔ)償器，從而削弱了三相電極間的耦合影響，仿真結(jié)果表明這種解耦補(bǔ)償器具有良好的解耦能力和抗干擾性能。最后，根據(jù)電弧爐的工藝特點(diǎn)和不同時(shí)期的冶煉要求，對(duì)熔化期和氧化還原期進(jìn)行分段控制。在熔化期，爐料燃燒不穩(wěn)定，系統(tǒng)受到的擾動(dòng)劇烈，弧長(zhǎng)頻繁改變，需要電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的升降電極。為此，設(shè)計(jì)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 PID控制器；在氧化還原期，