基于神经网络的电弧炉电极调节控制器设计

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于神经网络的电弧炉电极调节控制器设计作者姓名：指导教师：史旭珊毛志忠教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：余强评阅人：袁平、朱军东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringDesignoftheControllerforElectricArcFurnaceBasedonNeuralN

2、etworkByShiXushanSupeⅣisor：ProfessorMaoZhizhongNortheasternUniVersi坶June2014万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。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己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己在论文中作了明确的说明并表示谢二f匕思。学位论文作者签名：泓朗!十日期：0p心、占‘谚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

3、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：半年口一年口一年半口两年彤学位论文作者签名：毒梦d鳓净签字日期：M／够．乡、留导师签名：签字日期：加f9．多、乃万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于神经网络的电弧炉电极调节控制器设计摘要电极调节控制系统是电弧炉炼钢的关键环节，其快速且准确的电极位置控制是节约电能、缩短冶炼周期、降低电极消耗及延长炉衬寿命的关键因素之一

4、。然而，电极控制系统又是一个具有高度非线性、参数时变、变量耦合及强随机干扰的复杂系统。因此电极调节系统的控制方法成为电弧炉控制研究的主要对象，通过调节电极位置，实现对电弧长度控制，以达到控制冶炼功率的目的。随着工业计算机技术的不断发展，以人工神经网络控制为代表的智能控制技术应运而生，为解决传统控制领域难题带来了新的契机。本文先简单介绍了电弧炉炼钢的工艺、设备及工作原理，并阐述了课题研究背景及意义。接着在了解电弧特性和电极调节系统各部分工作机理的基础上，建立了交流电弧、三相供电系统及液压系统模型，并做了相应的仿真分析，以验证所建模型的合理性。

5、然后在查阅大量文献的基础上，总结了国内外电极控制方法的研究现状。结合电极调节系统对控制器的要求，对现有的控制理论及方法进行分析，最后确定了基于神经网络的电极调节系统控制器。最后利用Ta订or级数展开的线性化方法，得到电极调节系统广义被控对象的近似模型，采用回声状态网络(ESN)设计了电极调节系统自适应逼近模型控制器。在研究ESN基本特性及其学习算法的基础上，针对电弧炉电极调节系统的特点，采用了改进的ESN学习算法。设计了基于改进的ESN的电弧炉电极调节控制器，计算机仿真验证了所提方法的合理性和有效性。关键词：电弧炉；电极调节系统；回声状态网

6、络；自适应；逼近模型万方数据DesignoftheContronerforE1ectricArcFu】maceBasedonNeu】=．a1Ne俩orkAbstractTheelectrode．re刚atorcontrolsystemisthekeyliIll(ofelectricarc如macesteelm抛ng，itsrapidaIldaccurateelectrodepositioncontrolisoneofmekeyflaCtorsofsavingelectricene玛y，shortenjngsmeltingperiod，red

7、ucingene唱ycons啪ptionaIldpr010nginglillinglife．Ho、Ⅳever，Electrodecontrolsystemisacomplexsystem埘thllighlynonline甄parameterstime．varying，v撕ablecouplingaJldstrongraIldomdismaIlce．nlerefore，electroderegulatingsystemcontrolmethodbecomesthem旬orta玛etforthestudyofmeelectricarc缸nace

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