基于工业计算机控制的高阻抗电弧炉控制系统的设计

文章简述了抗电弧炉系统的特点，介绍了基于WindowsNT环境下高阻抗电弧炉系统的组成，分析了采用工业控制计算机构成控制系统的优点， 介绍了神经网络控制算法的实现及程序的编制框图，并阐述了瞬时值电量采集到有效值的变换算法，以及多线程编程的实现，最后进行了实验测试结果的分析。     

基于工业计算机网络的神经网络电弧炉控制系统

设计了基于工业计算机网络的电弧炉控制系统 ,采用三层网络结构即管理层、控制层和设备层来完成对电弧炉和精炼炉的控制。系统可实现炼钢过程的优化控制及数据监控 ,完成作业优化 ,提高作业效率。电弧炉和精炼炉控制采用控制专家系统 ,并提出了一种新的基于预估补偿的控制 ,利用神经网络预估对象状态 ,进而对常规控制器的输出做出补偿以使系统能较好地适应负荷和外部扰动的变化 ,从而获得满意的控制质量     

电弧炉电极阻抗控制器的研究与应用

针对电弧炉的非线性、大滞后、强耦合、时变、工作环境及随机干扰较强的特点,提出了采用恒阻抗控制策略加以神经网络调节的控制器,来实现对电弧炉电极升降自动精确的控制,并应用于以西门子SIMELT AC系统为核心的高阻抗电弧炉自动化控制系统中,减少了电极短路、断弧和震荡,确保了生产设备高效、安全的运行.     

交流电弧炉电极调节系统的智能控制

三相交流电弧炉电极调节系统是一个具有非线性、时变性、随机性并且具有三相强耦合特征的复杂系统。针对这些特点,设计一个模糊-神经网络控制器,利用模糊控制算法和神经网络的学习能力,使训练好的模糊-神经网络控制器根据三相异常电流值,在电流及其变化量超过允许偏差时并行计算出三相电极的调节量,达到减少调节过程和调节机构动作次数的目的。在给出电弧炉模糊-神经网络控制器结构和算法的基础上,对模糊-神经网络控制器进行了离线训练,并对交流电弧炉电极升降模糊-神经控制和常规PID控制在Matlab环境下进行仿真比较。仿真结果表明,采用模糊-神经网络控制的电弧炉电极调节系统控制效果更加满意。     

基于神经网络预测的电弧炉供电系统动态无功混合补偿方法

为提高电弧炉供电系统无功补偿准确性和实时性,对电弧炉供电系统动态无功补偿方法进行深入研究,提出PSO-GA优化的RBF神经网络预测方法,结合粒子群算法与遗传算法优点,自适应调整预测参数,解决RBF神经网络预测算法参数难以确定的问题。提出SVC和SVG混合补偿电弧炉动态无功功率拓扑结构,预测SVC三相不平衡等效电纳进行动态无差拍无功补偿,并设计了SVC与SVG的协同控制方法。仿真结果验证了基于神经网络预测的混合无功补偿方法的可行性和优越性。     

BP神经网络模糊控制在电弧炉电极调节系统中的实现

针对电弧炉电极调节系统,建立其数学模型。分析了电弧炉电极调节系统的非线性,并针对控制对象的复杂性,将具有自学习功能的BP神经网络与模糊控制相结合,提出了基于BP神经网络模糊控制的控制算法。BP神经网络模糊控制的控制算法改善了传统神经网络学习时间长、收敛速度慢的弱点,解决了传统控制未知复杂系统的不足,Matlab6．5软件仿真结果表明,采用BP神经网络模糊控制的控制算法的控制效果是令人满意的。     

基于模型预测控制的电弧炉智能调节系统

在以废钢为主要原料的电炉短流程炼钢过程中,电极自动调节装置是主要的研究对象。目前,普遍采用的PID控制结合手动操作的操作方式,仅能对电弧炉目前的状态做出反应,调节明显滞后于实际状况的变化,并且由于电弧炉本身的高度非线性和时变性,会导致功率变坏,综合效益下降。提出一种基于预测控制滚动优化模型的控制算法对电极进行调节,仿真结果表明,该算法有效地抑制了弧长扰动,将弧流弧压稳定在某一范围内,大大提高了整个系统的快速性及平稳性,达到了始终以最大功率冶炼的效果。     

多模态控制策略在交流电弧炉电极控制系统中的应用

从电弧炉各冶炼期工艺特点和机理出发,总结了其对电极控制器性能的影响,指出采用传统单一的恒阻抗控制策略的电极控制器无法适应不同冶炼工况的要求。在此基础上提出一种多模态控制方法,给出了多模态划分方法,各控制策略算法及实现,通过系统仿真及实际控制效果对比测试,验证了多模态控制策略的有效性,可为电极调节系统优化设计提供理论依据及模型参考。     

基于群集蜘蛛算法的神经网络控制器研究

研究了群集蜘蛛算法对神经网络控制器参数进行优化的方法。使用神经网络控制器对他励直流电机的转速进行弱磁控制,以期提高闭环控制的性能。构建了MATLAB/Simulink下的仿真模型,分析了在不同的转速设定值下系统的稳态性能和动态响应。仿真结果显示,基于群集蜘蛛算法优化的神经网络控制器具有适应性强、动态过程过渡平稳快捷等优点。     

永磁同步直线电动机位置伺服控制系统设计

为使永磁同步直线电动机XY平台具有更精确的跟踪性能,设计了直线电动机位置伺服控制系统.介绍了该系统用模糊神经网络的控制方法来提高系统的动态响应和跟踪精度,并采用动态结构的算法,在学习过程中动态地改变神经网络规则层节点数,不断优化控制性能.实验结果表明,该位置伺服控制系统具有超调量小、定位精度高的优点.     

Nonlinear properties of voltage and current transfer ratios for electric arc furnaces

A method of arc voltage gradient calculation for an electric arc furnace (EAF) is presented. The arc voltage gradient is the basic characteristic in study and simulation of an automatic power control system of an EAF. This characteristic is a strongly nonlinear multifactorial function that depends on electrical parameters of a power supply system, thermal conditions, and processes of arc heat exchange in an EAF melting bath. The method of arc voltage gradient calculation considers the relation between the electric and thermal conditions of an EAF in order to describe feasible nonlinear properties and to improve expressions for voltage and current transfer ratios as nonlinear multifactorial functions in particular. An EAF is regarded as a subject of control. Multifactorial properties are defined by the parameters of an equivalent electrical circuit of a furnace and by variable conditions of arc heat exchange in a melting chamber during steel melting. The method is effective for overcoming the uncertainty of the arc length in simulation of an EAR power controller. The unstable behavior of the furnace at a high impedance was explained using the obtained functions of the arc current and the arc voltage for various electrodes and the arc length. The minimum allowed arc current was found. The automatic power controller becomes unstable and the arc is extinguished under this value.     

电弧炉电气系统谐波分析的频域方法研究

文中对电弧炉电气系统谐波分析的频域方法进行了研究。首先对电弧电压波形进行了傅立叶分析，接着讨论了电弧炉系统谐波分析的思路。从替代定理和叠加原理出发，将三相对称及不对称电弧炉系统简化为单相系统进行求解。经过电路分析，导出了电弧炉系统主电路谐波、注入电网谐波、流过电容器谐波的解析计算公式。分析表明：电弧炉系统的主电路谐波的大小与系统的谐波阻抗、电弧电压波形和电弧炉的平均功率因数有关，电弧炉注入电网的谐波主要为低次谐波。当电弧炉电气系统在串联谐振点和并联谐振点附近时，均会出较大谐波电流，而串联谐振对系统的影响更大一些。     

Curve-fitting-based method for modeling voltage–current characteristic of an ac electric arc furnace

Field measurements of voltage and current are the most effective way for characterizing the electric response of an ac electric arc furnace that describes its nonlinear behavior. Sufficient measured information can be adopted to determine the background harmonic level in a power system, to characterize specific sources of harmonics, and to develop an appropriate nonlinear voltage–current characteristic. In this paper, a curve-fitting-based method called cubic spline interpolation is proposed to model the voltage–current characteristic of an ac electric arc furnace in the steady state. Meanwhile, the actual measured data are collected for modeling use. Two classic methods, harmonic current injections and equivalent harmonic voltage sources, for modeling the electric arc furnace load are reviewed and used to evaluate the performance of proposed model. Results obtained from the measured data and computer simulations of the three electric arc furnace models are then compared according to the voltage and current waveforms, as well as the voltage–current characteristic. It is shown that the proposed model is more accurate than the two classic approaches for harmonic assessment of electric arc furnaces and can be used for modeling similar types of nonlinear loads in the harmonic penetration study.     

混合型有源滤波器在衡钢供电系统的应用研究及参数设计

衡钢供电系统中主要为炼钢电弧炉、大功率整流设备及轧制机械等非线性谐波源负载,产生大量的谐波电流,并引起系统中电压畸变,针对衡钢供电系统谐波治理现状,利用现有的无源滤波器(PF),提出了一种适合于衡钢供电系统谐波治理的并联混合型有源滤波器(APF)的拓扑结构,并对其无源滤波部分和有源滤波部分的参数进行了设计。仿真结果表明并联混合型APF能够很好地滤除母线电流中的谐波分量,具有较好的动态补偿和抑制谐波的能力,具有重要的理论意义和工程实用价值     

直流电弧炉用混沌理论和神经网络建模及预测

根据直流电弧炉电弧电压信号所具有的混沌特性,使用相空间重构理论和径向基函数神经网络对直流电弧炉进行了建模和预测研究。先计算了电弧电压时间序列的最大Lyapunov指数来验证电弧电压信号的混沌特性,后对所测得的电弧电压信号进行相空间重构,根据所求得的嵌入维数和延迟时间,使用径向基函数神经网络对电弧电压信号建模和预测。分析表明:该法用于直流电弧炉电气特性的建模研究,且进一步提高了预测的准确性。同时,多步预测结果可为直流电弧炉电弧电压的有效控制提供理论上的参考依据。     

超高功率电弧炉对电网不利影响的抑制方法研究

超高功率炼钢电弧炉在正常生产时会对电网产生高次谐波、电压波与电压闪变、三相不平衡、功率因数低等不利影响，而且一般超过电能质量涉及剑各项指标国家标准的限制值，对这四种不利影响逐项进行了定性分析，并指出SVC是现阶段抑制其不利影响的实际应用最广、最有效和最经济的措施之一，详细地分析了TCR型SVC装置的主要组成，基本原理和常见的定容计算方法；还结合实际，说明改进电弧炉炼钢工艺、优化电弧炉的没计参数、合理选用供电电源和改进电弧炉供电设备等措施均可以减小电弧炉的不利影响。还对谐波治理与无功综合补偿的新技术-配电用静止补偿器与有源滤波器作了概述，以形成一个对电弧炉进行综合补偿的完整概念，并充分地了解其防护方法和抑制措施及其今后的发展走向，以利新技术的应用与推广。     

用于电压波动研究的交流电弧炉电弧模型

电弧炉对供电系统造成的电能质量问题主要是引起供电系统电压波动。建立了用于电压波动研究的电弧模型,新模型是将确定性电弧模型与弧长变化规则相结合来模拟电弧炉负荷的非线性和随机性。其中确定性电弧模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分方程描述电弧电导、电流和弧长之间的函数关系;电弧弧长变化规则是在理想弧长基础上叠加带通白噪声。在Simulink环境下,将新的电弧数学模型作为一个等效电压源接入电弧炉供电系统进行仿真。通过与现场实测数据进行对比,证明新模型可用于仿真研究电弧炉引起的供电系统电压波动问题。     

基于瞬时无功理论的交流电弧炉谐波电流检测的仿真研究

电弧炉运行过程中,由于无功功率波动等原因产生大量的高次谐波电流,对电网产生不利影响.电力滤波是提高电能质量行之有效的方法,而精确补偿的关键就是快速准确地计算出所需补偿的无功电流.本文以三相电路瞬时无功理论为基础,对三相电弧炉PCC点进行了谐波检测,采用MATLAB/Simulink对三相电弧炉电气系统进行仿真,仿真结果...