电弧炉电极调节系统解耦控制研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要电弧炉电极调节系统解耦控制摘要电弧炉是一个强耦合、多变量、非线性、时变及随机干扰较强的系统，使得系统很难保持最佳运行状态。在已有的电极调节方式中基本上是以单相电极调节为基础，没有充分考虑到三相电极之问的耦台关系。虽然以一些控制方法进行了补偿，但是控制精度不是很理想。本文以大连重工、起重集团40吨电弧炉改造项目为背景。在查阅了大量相关文献的基础上，概述了电弧炼钢的历史、工艺以及控制系统的发展，同时介绍了电弧炉计算机控制系统的结构、功能及软硬件配置。在了解电极电气系统特性的基础上，针对电

2、弧炉电气系统建立了电弧炉电气系统的数学模型，在此基础上推导出电弧炉电气系统的状态方程，论证了电弧炉耦合关系。针对电弧炉三相间的耦合特点，采用了非线性负反馈控制律来控制三相电极升降，通过仿真研究表明该系统具有良好的解耦能力，其控制效果优于传统PID控制系统。考虑到工程实际中电弧炉的数学模型的复杂性以及不确定性，本文引用了基于二自由度单神经元解耦控制器，神经网络解耦控制系统的解耦控制能力来自它内部神经网络的非线性映射特性，在训练和学习时，神经网络只是根据目标函数的要求，完成包含对象在内的系统输入到输出的映射，通

3、过仿真研究表明二自由度单神经元控制器具有良好的完全解耦特性，工程上易于实现。关键词：电弧炉；电极调节系统；二自由度控制；非线性解耦控制东北大学硕士学位论文AbstractDecouplingcontrolofelectroderegulatorsystemaboutelectricarcfurnaceAbstractElectricarcfurnaceisacoupling，multivariate，non—linear,time-varying，anddeepdisturbedsystem．Itisdif

4、ficult幻keepthesystemrunninginalloptimumstatus．Mostcontrolmethodbasedonthesingle-control，somostofthemignorethecouplingbetweenthem．Althoughsomemethodsgivesomecompensation，theresultisn’tverywell．ThispaperisbasedonthereconstructedprojectofDaLianqizhonggroup40#

5、electricarcfumace(EAF)．Thehistory,techniques，equipmentandcontrolsystemdevelopmentofEAFaresummarizedaccordingtoagreatdealofdocumentation．Taking40#EAFasexample，thestructure，function，hardware，andsoftwareconfigurationofEAFcomputercontrolsystemareintroduced．Ont

6、heelectricpowersystemofEAF,thecircuitmodelisintroducedinthispaper,andthenthestateequationofarcfumaceelectricsystemisstudied，andprovedthatitexistcouplingintheEAFsystem．Basedonthat，weintroduceanon—linearfeedbackcontrollerandthenitisappliedinresearchofthree-p

7、hasearcfurnacecontrolsystem．Accordingtothesimulations，ithasagreatcapacityofdecouplinganditisadvantageofPIDcontr01．Thinkingaboutthecomplexityofmathematicalmodelinfact，inthispaper,weintroduceforwardanthercontrollerthatistwo—degreedecouplingPIDofneuralnetwork

8、．Neuralnetworkhaveaspecialabilityofself-study,itonlyadjuststhevalueaccordingtotheexpectedfunction．Thesimulationsprovethatithastheabilityofdecouplingandcontrollinganditiseasyrealizedontheprojects．Keywords：Elec