基于近似模型的电弧炉解耦控制器

摘要：

【摘要】针对电弧炉电极调节系统,提出了基于近似模型的解耦控制策略.首先,选取弧长为状态变量,推导电极调节系统的状态方程,由Taylor展开技术,得到系统的近似模型.由近似模型直接推导近似逆控制律,实现三相之间的解耦,并避免了在线辨识逆模型计算量过大的问题.由于状态不能直接测量,利用扩展卡尔曼状态估计方法得到系统状态.另外,在内模结构中引入非线性补偿,保证了系统的鲁棒性.系统的稳定性通过Lyapunov方法进行了分析,最后的仿真结果验证了控制器的有效性.
【关键词】电弧炉；近似模型；解耦；内模；
【基金】国家自然科学基金资助项目(61074074,61104007);中央高校基本科研业务专项资金资助项目(N100604002)

引言：

【引言】近年来, 随着电弧炉炼钢技术的进步和发展, 电弧炉炼钢已经成为了主要的炼钢方式之一. 电极调节系统是电弧炉的重要组成部分, 其工作效果的好坏直接影响钢的产量、质量和能源消耗. 而电极调节系统是一个带有随机干扰的三相耦合的非线性时变系统. 由于三相之间的耦合, 在调整任意一相电极位置时, 都会影响其他两相, 导致三相电极很难调整稳定, 不但增加了电极损耗, 而且浪费了大量资源. 设计先进的电极调节系统对于降低能耗, 提高产品质量, 都具有非常重要的意义.

作者：

李磊；毛志忠

作者单位：

曲阜师范大学电气信息与自动化学院；东北大学信息科学与工程学院；