智能控制技術(shù)在電弧爐電極調(diào)節(jié)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),我國(guó)電弧爐鋼鐵生產(chǎn)取得了顯著的成績(jī),鋼鐵產(chǎn)量大幅增加,技術(shù)裝備水平快速提升,電弧爐冶煉技術(shù)的發(fā)展成為我國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。然而面對(duì)我國(guó)廢鋼利用率低、電力緊缺的現(xiàn)實(shí)情況,研制高效、節(jié)能的現(xiàn)代電弧爐煉鋼新技術(shù),提升電弧爐煉鋼的高效化生產(chǎn),對(duì)于促進(jìn)我國(guó)電弧爐煉鋼行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
　　 電弧爐煉鋼是利用上下移動(dòng)的三相電極與廢鋼等金屬短路形成的電弧作為熱源,使廢鋼逐漸熔化的工業(yè)過程。在冶煉過程中三相電

2、極必須根據(jù)弧長(zhǎng)變化,對(duì)電極和原料之間的相對(duì)距離進(jìn)行調(diào)節(jié),以確保電弧的長(zhǎng)度保持穩(wěn)定并發(fā)揮其最佳的熱效率來(lái)熔煉爐料。由于交流電弧爐冶煉的被控對(duì)象具有高度的非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變性和時(shí)滯性等特點(diǎn),用傳統(tǒng)的PID控制策略或現(xiàn)代經(jīng)典的控制理論都難以達(dá)到期望的高精度控制要求,因此,為了優(yōu)化電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制效果,需要采用智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效的電極升降控制。
　　 本文以智能控制理論為基礎(chǔ),結(jié)合電弧爐煉鋼的發(fā)展進(jìn)程,對(duì)電弧爐電極升降控制系統(tǒng)進(jìn)行

3、了深入的分析和研究,提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制及PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的智能控制方案,實(shí)現(xiàn)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能。本文的研究工作有以下三個(gè)方面:
　　 (1)根據(jù)電弧爐電極升降系統(tǒng)的過程控制要求,結(jié)合電極控制系統(tǒng)的相關(guān)理論知識(shí)和工作原理的分析,建立交流電弧和三相電極的數(shù)學(xué)仿真模型,并通過仿真驗(yàn)證模型的正確性。
　　 (2)針對(duì)現(xiàn)代電弧爐冶煉工藝特點(diǎn),整個(gè)冶煉周期可分為熔化期和氧化還原期兩個(gè)階段,采用分段控制

4、策略對(duì)電極進(jìn)行控制。在熔化期階段,外部擾動(dòng)明顯、弧長(zhǎng)變化和偏差大,要求電極控制器具有較高的無(wú)超調(diào)快速響應(yīng)特性,文中采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法與PID相結(jié)合的智能控制器,仿真驗(yàn)證該控制器具有良好的動(dòng)態(tài)快速響應(yīng)性能。在氧化還原期階段,擾動(dòng)相對(duì)減少,弧長(zhǎng)變化穩(wěn)定,要求電極調(diào)節(jié)同時(shí)兼顧快速性和精確性兩個(gè)性能指標(biāo),采用了模糊控制和PID控制相結(jié)合的智能控制策略,仿真驗(yàn)證該控制器可以使電極調(diào)節(jié)達(dá)到預(yù)期的控制效果。
　　 (3)建立基于西門