真空自耗电弧炉熔速控制策略的研究与应用

发布时间：2023-11-25 01:44

　　熔速控制是真空自耗电弧炉铸锭结晶工艺控制的关键，直接关系到产品的质量与产量。考虑到熔炼电弧的不稳定性以及弧压与弧流的强耦合性，并针对真空自耗电弧炉熔速控制大滞后、非线性的特点，提出了一种“先解耦，再控制”的熔速控制思想，对实现高质量、高效率的熔速控制具有很大的意义 本文通过分析电弧熔炼工艺以及熔速控制相关参数，结合生产实际情况建立了熔速控制的数学模型，在分析熔炼电弧结构与静动态特性的基础上，针对弧压与弧流强耦合性的特点，确立了一种双输入双输出的解耦PID控制方案，实现对系统耦合动态补偿；同时在熔速控制模型的基础上针对熔速控制中存在的大滞后、非线性、强扰动等特点，设计出一种基于模糊PID的熔速控制器，通过推理知识库，按照控制系统的动态运行情况，使用模糊推理，完成对PID参数的自整定，达到对电弧炉熔速的高效控制，保证了真空自耗电弧炉熔炼的稳定进行。 根据现场情况，对实际生产中熔炼电流与电压等参数进行数据分析，确定了该策略能有效的克服熔速控制中出现的问题，为真空自耗电弧炉熔炼系统提供高效、稳定的控制效果，有广泛的应用推广价值。

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题目的与意义
    1.2 真空电弧炉控制策略的国内外发展现状
        1.2.1 国外现状
        1.2.2 国内现状
    1.3 课题来源
    1.4 论文的主要内容与结构
第二章 真空自耗电弧炉设备与熔炼工艺
    2.1 真空自耗电弧炉设备结构
    2.2 电弧的构造及特性分析
        2.2.1 熔炼电弧结构分析
        2.2.2 熔炼电弧特性分析
    2.3 真空自耗电弧炉熔炼工艺
    2.4 熔炼工艺参数
    2.5 真空自耗电弧炉熔速控制特性分析
    2.6 本章小结
第三章 真空自耗电弧炉熔速控制模型分析与建立
    3.1 自耗电极重量数据处理方法
    3.2 熔速数据处理方法
    3.3 熔速控制模型分析与建立
        3.3.1 熔速控制过程分析
        3.3.2 熔速控制模型建立
    3.4 熔速控制模型仿真及结果
    3.5 本章小结
第四章 真空自耗电弧炉熔速控制策略研究
    4.1 常规控制系统分析
        4.1.1 PID 控制原理
        4.1.2 PID 控制特点
    4.2 解耦 PID 控制器解析及设计仿真
        4.2.1 解耦 PID 控制器解析设计
        4.2.2 仿真及结果
    4.3 模糊 PID 控制器解析与设计仿真
        4.3.1 模糊控制的基本概念
        4.3.2 模糊控系统的组成与原理
        4.3.3 Fuzzy-PID 控制器原理
        4.3.4 Fuzzy-PID 控制器设计
        4.3.5 Fuzzy-PID 控制器算法
        4.3.6 仿真及结果
    4.4 本章小结
第五章 熔速控制策略运行调试与数据分析
    5.1 熔炼电流的标定
    5.2 试运行与投入及结果分析
        5.2.1 策略试运行
        5.2.2 运行结果分析
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的论文
详细摘要



本文编号：3867022