| 【中文题名】 | 一种基于神经网络的电弧炉智能控制 |
| 【英文题名】 | An Intelligent Control of Electric Arc Furnace Based Neural Network |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2003-6-18 |
| 【中关键词】 | 电弧炉,神经网络,智能控制,,, |
| 【英关键词】 | Electric arc furnace,Neural network,Intelligent control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>电气化、电能应用>电热>电弧炉> |
| 【论文摘要】 |
电弧炉系统是一个具有较强非线性、时变性和强耦合的被控对象，目前普遍采用的是基于经典控制理论的恒阻抗控制方式。本文分析了电弧炉恒阻抗控制存在的不足，在此基础上针对系统的特点和控制要求，参考国内外电弧炉控制的研究发展方向，提出了一种基于神经网络的电弧炉控制方法，即利用神经网络建立电弧炉模型，并对系统的响应进行预估，将对预估值和期望值进行比较计算并对实际控制量进行校正。
主要研究工作如下：
1．电弧炉神经网络模型的建立，由于电弧炉是一个复杂被控对象，模型的建立是比较困难的。本文分两步解决这个问题。1)利用实际采集的样本数据，采用遗传算法优化神经网络的初始权值，从而离线建立了电弧炉的模型；遗传算法作为全局优化算法对于解决神经网络在逼近多变量复杂模型时存在的局部最优问题有独特的作用。2)利用改进的BP算法对神经网络模型进行在线修正。
2．对电弧炉神经网络模型的多步预估的问题进行了研究。
3．本文针对控制系统要求，设计了系统总体控制方案，在实际应用方案的基础上对原有方案提出了两种改进的控制方案。即利用前向神经网络控制器和模糊神经网络控制器来替代原有经典恒阻抗... |
| 【论文题纲】 |
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1 概述 |
7-17 |
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1．1 电弧炉及其自动控制技术 |
7-10 |
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1．1．1 电弧炉 |
7 |
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1．1．2 电弧炉工艺特点 |
7-9 |
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1．1．3 电弧炉控制方式 |
9-10 |
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1．2 电弧炉传统控制存在的问题及国内外发展现状 |
10-14 |
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1．2．1 经典恒阻抗控制器 |
10-12 |
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1．2．2 恒阻抗控制器存在的问题 |
12 |
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1．2．3 国内外发展现状 |
12-14 |
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1．3 本课题的设计要求和主要完成的工作 |
14-17 |
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1．3．1 课题的设计要求和难点 |
14 |
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1．3．2 课题的可行性理论分析 |
14-16 |
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1．3．3 本文所完成的主要工作 |
16-17 |
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2 电弧炉控制系统分析与建模 |
17-34 |
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2．1 电弧炉系统结构分析 |
17-18 |
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2．2 电弧炉电路系统分析与参数计算 |
18-21 |
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2．3 BP神经网络原理 |
21-29 |
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2．3．1 神经网络 |
21-23 |
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2．3．2 神经网络的网络结构与工作方式 |
23-25 |
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2．3．3 神经网络的学习方法 |
25-26 |
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2．3．4 反向传播学习算法 |
26-29 |
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2．4 基于BP神经网络电弧炉预估模型的在线学习 |
29-34 |
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3 基于遗传算法电弧炉离线建模 |
34-46 |
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3．1 电弧炉神经网络预估模型的离线建立的原因 |
34 |
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3．2 遗传算法简介 |
34-39 |
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3．2．1 遗传算法 |
34-35 |
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3．2．2 遗传算法的主要特点 |
35-37 |
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3．2．3 遗传算法的主要操作步骤 |
37-39 |
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3．2．4 遗传算法的模式定理 |
39 |
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3．3 基于遗传算法的电弧炉预估神经网络模型的建立 |
39-43 |
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3．3．1 编码和编码方式的选择 |
39-40 |
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3．3．2 选择操作 |
40-41 |
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3．3．3 交叉操作 |
41 |
|
3．3．4 变异操作 |
41-42 |
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3．3．5 小结 |
42-43 |
|
3．4 神经网络电弧炉模型进行多步预估的研究 |
43-46 |
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4 电弧炉总体控制方案与控制器的设计 |
46-62 |
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4．1 预测控制在现代工业过程控制中的应用与发展 |
46-48 |
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4．1．1 预测控制基本原理 |
46-48 |
|
4．1．2 预测控制基本特点 |
48 |
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4．2 电弧炉系统控制方案Ⅰ |
48-50 |
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4．3 电弧炉系统控制方案Ⅱ |
50-54 |
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4．4 电弧炉系统控制方案Ⅲ |
54-62 |
|
5 系统调试和结果分析 |
62-69 |
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5．1 实际系统控制方案的确定和实现 |
62-64 |
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5．1．1 系统控制方案的确定 |
62 |
|
5．1．2 系统控制方案的实现 |
62-64 |
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5．2 系统调试和结果分析 |
64-69 |
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5．2．1 调试中的几个问题 |
64-65 |
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5．2．2 系统调试结果分析 |
65-69 |
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6 结论 |
69-70 |
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致谢 |
70-71 |
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参考文献 |
71-76 |
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攻读硕士期间发表论文及科研情况 |
76 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386753 |
