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电弧炉电极调节系统的智能解耦控制

骆玲玲  
【摘要】:在电弧炉冶炼过程中,电极调节系统的任务是在一定的工作点下使三相电极保持恒定的电弧长度。但由于三相电极之间存在强烈的耦合,任意一相电极位置的调整都会影响其它两相,导致三相电极很难调整稳定,进而使电极调节时间加长,增加了能源的消耗。因此对三相电极进行解耦控制是很有必要的。 本文通过对电弧炉电极调节系统各个部分工作机理的分析,建立了交流电弧、供电系统和液压系统的数学模型。针对电弧炉解耦控制的要求,对三种电极控制策略进行了深入的讨论,分析结果表明恒阻抗控制策略能够削弱三相电极之间的耦合。 在电弧炉解耦控制器的设计方面,本文主要做了以下工作: 对所建立的非线性电极调节系统模型在某一固定平衡点处用泰勒级数展开法进行近似线性化处理,然后用传统的对角解耦方法对近似线性化之后的模型进行解耦。但是,当电弧炉的冶炼阶段即平衡点发生变化时,必须重新设计解耦控制器。 针对传统解耦方法存在的问题,本文又引用了两种智能解耦方法:单神经元自适应解耦控制方法和神经网络快速自适应解耦控制方法,并用MATLAB对这两种方法进行仿真研究。仿真结果表明:单神经元自适应解耦控制器的参数能根据被控对象的变化自动调整,基本上能消除系统存在的耦合,但存在震荡大,解耦响应慢的缺陷。神经网络快速自适应解耦控制器能更有效的减少三相电极之间的耦合作用,并对短路干扰也有很好的抑制作用。因此,神经网络快速自适应解耦控制方法在电弧炉电极调节系统中具有较好的应用价值。


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