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交流钢包精炼炉电极控制方法及系统研究

作　者: 史慧艳
导　师: 王刚；陶文来
学　校: 天津大学
专　业: 机械工程
关键词: 精炼炉模型参考自适应控制模糊神经网络控制
分类号: TF748
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 138次
引　用: 4次
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内容摘要

钢包炉精炼法是现代主要的炉外精炼方式之一。但钢包精炼炉电极调节系统具有非线性、多变量、强耦合等特点,采用常规PID控制,效果不佳,造成精炼炉三相电极电弧输入功率的不平衡,系统耗电量高,效率低。电极调节器的性能直接影响精炼炉的效率。因此,研制高性能的电极自动调节器对于提高产品质量,降低电能消耗具有很重要的意义。本文以唐钢第二炼钢厂45t钢包精炼炉电极控制系统为研究背景,针对精炼炉生产工艺对电极调节系统的要求,对电极调节策略进行了较深入的研究,确定了恒阻抗的控制策略。研究了精炼炉电极的模型参考自适应控制,采用分段线性化理论,建立了精炼炉电极调节系统的数学模型,推导了精炼炉电极调节系统的模型参考自适应律。进行了控制主程序的设计。调试结果表明:模型参考自适应控制系统能够有效抑制不确定性因素对电极调节系统性能的影响,具有很好的自适应性和鲁棒性。针对模糊逻辑系统有很强的知识表达能力和逻辑推理能力,但自学习能力比较差,而人工神经网络在自学习和函数逼近方面又具有独特的优越性,将两者结合,用神经网络来实现模糊逻辑系统,构造了一个基于模糊神经网络控制器的精炼炉电极调节系统自学习型自适应控制系统。将之应用于现场的电极控制中,具有很高的适应性,并保证电弧闭环控制系统的稳定性,有高度鲁棒性。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 交流钢包精炼炉及电极调节  7-12
    1.1.1 交流钢包精炼炉生产工艺  7-8
    1.1.2 电极调节器的结构原理  8-10
    1.1.3 电极调节的重要性  10-11
    1.1.4 电极调节器的技术要求  11-12
  1.2 国内外研究进展  12-14
    1.2.1 国内钢包精炼炉电极控制系统的发展  12-13
    1.2.2 国外钢包精炼炉电极控制系统的发展  13-14
  1.3 本课题研究的主要内容  14-15
第二章钢包精炼炉电极调节控制策略  15-20
  2.1 电极调节控制策略  15-18
  2.2 电极调节控制策略的比较  18-19
  2.3 本章小结  19-20
第三章精炼炉电极的自适应控制方法研究  20-31
  3.1 自适应控制简介  20-21
  3.2 精炼炉电极调节系统的模型  21-24
  3.3 精炼炉电极的模型参考自适应控制算法研究  24-30
    3.3.1 使用稳定性和正性方法的模型参考自适应控制  24-26
    3.3.2 模型参考自适应律的推导  26-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章精炼炉电极的模糊神经网络控制方法研究  31-48
  4.1 模糊控制  31-33
    4.1.1 模糊控制系统的组成  31-33
    4.1.2 模糊控制器  33
  4.2 神经网络控制  33-39
    4.2.1 神经元结构模型  34-35
    4.2.2 神经网络拓扑结构  35-36
    4.2.3 神经网络学习  36-39
  4.3 精炼炉电极的模糊神经网络控制  39-47
    4.3.1 模糊神经网络控制用于精炼炉电极调节系统的可行性  39-40
    4.3.2 模糊神经网络的结合方式  40-41
    4.3.3 精炼炉电极的模糊神经网络设计  41-47
  4.4 本章小结  47-48
第五章精炼炉电极控制系统及实验结果  48-61
  5.1 精炼炉总体结构  48
  5.2 精炼炉电极控制系统硬件组成  48-49
  5.3 精炼炉电极的模型参考自适应控制软件实现  49-55
    5.3.1 主程序框图  50-52
    5.3.2 A/D转换子程序和中断子程序  52-53
    5.3.3 自适应律计算子程序  53-55
  5.4 精炼炉电极的模糊神经网络控制软件实现  55-57
  5.5 实验结果及分析  57-60
    5.5.1 精炼炉电极的模型参考自适应控制实验结果  57-58
    5.5.2 精炼炉电极的模糊神经网络控制实验结果  58-60
  5.6 本章小结  60-61
第六章结论  61-62
参考文献  62-65
致谢  65

交流钢包精炼炉电极控制方法及系统研究

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