| 【中文题名】 | 模糊PID算法在电弧炉电极控制中的研究 |
| 【英文题名】 | Research of Fuzzy-PID Arithmetic in the Electric Arc Furnace Electrode Control |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-9-7 |
| 【中关键词】 | 电弧炉,电极控制系统,PID控制,Fuzzy-PID控制器,模糊辨识, |
| 【英关键词】 | Electric Arc Furnace,Electrode Adjust System,PID controller,Fuzzy-PID controller,Fuzzy identification, |
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| 【论文摘要】 | 本文以洛阳矿山机械厂75吨电弧炉的控制系统为研究背景,在查阅了大量的国内外相关文献的基础上,对电弧炉炼钢工艺过程、国内外炼钢过程控制发展状况进行了介绍,并讨论了电弧炉的控制方法与技术的发展历程、研究现状及发展趋势。
针对电弧炉炼钢工艺对电极控制系统的要求,着重对电极控制策略的选择和电极控制器的设计进行了深入讨论。在分析了电极控制系统工作机理的基础上,首先建立了电极被控系统的数学模型。
电弧炉系统具有非线性和时变性,同时,由于电弧炉三相电极之间有着很强的耦合作用,这严重的影响了对三相电极的控制效果,以往简单的将三相电极分开控制所取得的控制效果并不理想,理论分析也表明对于三相电极之间的这种耦合作用不能忽略,传统PID控制很难取得良好的控制效果,因此,本文设计了Fuzzy-PID电极调节控制器,用它来控制电极取得了令人满意的效果,在将三相电极整体考虑的基础上,引入模糊辨识方法,对三相电极实现了解耦。
进行了计算机仿真研究。仿真结果表明本文所论述的电极调节控制器能更有效的减小三相电极之间的耦合作用,并抑制了系统干扰。 |
| 【论文题纲】 |
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声明 |
4-5 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-10 |
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第一章 概述 |
10-19 |
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1．1 引言 |
10-13 |
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1．1．1 电弧炉炼钢的发展 |
10-11 |
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1．1．2 电极控制器在电弧炉炼钢中的地位 |
11-12 |
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1．1．3 电极控制器的发展 |
12-13 |
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1．2 电弧炉电极控制方法 |
13-17 |
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1．2．1 电弧炉电极控制方法的发展 |
13 |
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1．2．2 电极控制方法和技术 |
13-16 |
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1．2．3 电弧炉电极的控制方法 |
16-17 |
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1．3 现代电弧炉炼钢技术 |
17-18 |
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1．4 本文工作 |
18-19 |
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第二章 电弧炉炼钢工艺与设备 |
19-28 |
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2．1 电弧炉炼钢工艺 |
19-20 |
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2．2 电弧炉炼钢设备的组成 |
20-23 |
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2．2．1 电气设备 |
20-22 |
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2．2．2 机械设备 |
22 |
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2．2．3 液压及气动设备 |
22-23 |
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2．3 液压式电极调节系统的结构和工作原理 |
23-26 |
|
2．3．1 液压式电极调节系统的结构 |
23-25 |
|
2．3．2 液压式电极调节系统的调节原理 |
25-26 |
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2．4 电弧炉炼钢对电极调节器的要求 |
26-27 |
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2．5 小结 |
27-28 |
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第三章 电极控制的数学模型 |
28-40 |
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3．1 电弧炉电极控制的数学模型 |
28-39 |
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3．1．1 三相交流电极数学模型的建立 |
29-38 |
|
3．1．2 液压式电极调节系统的结构和工作原理 |
38 |
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3．1．3 传动系统的建模 |
38-39 |
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3．2 小结 |
39-40 |
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第四章 电极控制方法研究 |
40-66 |
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4．1 电弧炉的控制方式 |
40-41 |
|
4．2 电弧炉控制存在的问题 |
41-43 |
|
4．3 电弧炉生产过程中的模糊控制机理 |
43-44 |
|
4．4 经典 PID控制器及其在电极控制中存在的问题 |
44-45 |
|
4．4．1 PID控制算法 |
44-45 |
|
4．4．2 PID策略在电极控制中的问题 |
45 |
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4．5 电弧炉 FUZZY-PID控制器的设计和模糊辨识 |
45-58 |
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4．5．1 Fuzzy一PID控制器的设计 |
46 |
|
4．5．2 模糊自整定 PID参数控制器的结构及工作原理 |
46-47 |
|
4．5．3 模糊自整定 PID参数控制算法 |
47-53 |
|
4．5．4 模糊辨识 |
53-58 |
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4．6 系统仿真结果 |
58-65 |
|
4．7 小结 |
65-66 |
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第五章 电弧炉计算机控制系统的实现 |
66-76 |
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5．1 电弧炉控制系统结构 |
66 |
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5．2 上位机配置与功能 |
66-68 |
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5．2．1 上位机的配置 |
66-67 |
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5．2．2 上位机实现的基本功能 |
67-68 |
|
5．3 PLC系统的硬件组态 |
68 |
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5．3．1 PLC系统硬件配置 |
68 |
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5．3．2 PLC网络连接 |
68 |
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5．4 控制系统(下位机)控制功能 |
68-69 |
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5．5 控制系统(下位机)软件设计 |
69-75 |
|
5．5．1 电极调节 PLC程序设计 |
69-75 |
|
5．6 小结 |
75-76 |
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结束语 |
76-78 |
|
参考文献 |
78-81 |
|
致谢 |
81 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.376819 |
