电弧炉电极调节系统控制方法的研究

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1、万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchonControlMethodforElectrodeRegulatingSystemofElectricArcFurnaceByZhuJiashengSupervisor：ProfessorWangJianhuiNortheasternUniversityJune2011m眦，J叫埘川王¨¨¨1¨¨mⅡ嵋j●-mm)¨¨，-，删aⅢⅢⅢl¨¨儿Ⅱ．jjmⅢ)舯M舭(删删J万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取

2、得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：黝口升日期：2011．，．“学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年√一年口一年半口两

3、年口学位论文作者签名：朱．)cj叠升签字日期：2011．6．26／6叨V歹．乏，多建肌砂扣名期签日师字导签一万方数据东北大学硕士学位论文摘要电弧炉电极调节系统的控制方法研究摘要在短流程的炼钢过程中，电弧炉是关键的炼钢设备。在炼钢过程中我们要求电弧炉耗电量少、热效率高、对电网的谐波干扰小，而这就要求电极实时、快速、准确的按照冶炼工艺要求移动。因此，根据生产情况快速准确的调节电极的位置对于电弧炉炼钢的效率有着十分重要的意义。本文的主要目的是利用智能控制算法控制电弧炉电极的升降，提高钢水质量和设备的利用率，同时降低电耗，节约能源。这不仅可以对国外设备和技术做到更

4、好的消化吸收，做到设备技术的国产化，同时对研制高性能的电极自动调节器，对于提高炼钢质量，降低电能消耗具有重要意义。本文针对电弧炉炼钢过程的三相不平衡、强耦合、时滞、时变及强非线性等特性，在智能控制的基础上，选用相应的控制算法对电极调节系统进行控制，使电极调节系统能在冶炼的各个阶段对电极控制都有较好的动态性能。本文首先对SIMATIC阻抗控制系统的各个组成部分进行分析研究。针对常规PID控制无法从根本上解决动态品质和稳态精度的矛盾，采用了参数自整定模糊PID控制，设计的控制器能够根据电弧电流参数的变化实时调整控制器参数，提高了系统的调节性能及鲁棒性。基于滑模

5、变结构控制是一种使系统结构随工况变化的开关特性的特点，为设计适用于对整个冶炼过程的控制器，因此，将滑模变结构控制应用于电弧炉电极调节系统中。针对滑模控制器输出存在抖振问题，设计了动态滑模控制器，以增强系统跟踪特性，有效的抑制抖振现象。针对实际的电弧炉电极调节系统的模型不精确性的特点，设计了电极调节系统模糊滑模控制器。在滑模控制器设计的过程中，用模糊控制代替等效控制，以减小由于系统的不确定性及干扰所引起的系统误差，然而控制器的输出仍存在一定的抖振现象。针对模糊滑模控制器输出存在抖振问题，引入了自适应模糊滑模控制，利用模式转换函数，实现自适应控制和模糊滑模控制

6、之问的转换，使模糊滑模控制和自适应控制的加权和作为系统输出，这样，所设计的自适应模糊滑模控制器能在熔化期无超调地快速调节电极而在氧化期无稳态误差地快速使电极升降，满足各个冶炼时期的工艺要求。陔控制器弥补了采用单一控制算法的不足，优势明显，实用价值较高。关键词：电弧炉；电极调节系统；模糊PIE)控制；滑模变结构控制一Il—万方数据东北大学硕士学位论文Abs仃actResearchonControlMethodforElec仃odeRegulatingSystemofElectricArcFurnaceAbstractTheelectricarcfurnace

7、(EAF)iscrucialequipmentinthesteelmakingprocess．Inthesteel-makingprocess，itisrequestedthattheEAFshouldhavecharactersoflowpowerconsumption，highthermalefficiency,little鲥dharmonicdisturbanceetc．．Sotheelectrodesshouldmovefastandaccuratelyinaccordancewimtherequirementsofsmeltingprocess．

8、Thus，basedonconditionsofproductio