电渣重熔过程智能控制的研究

摘要

电渣炉是在特种冶金领域中被广泛应用一种精炼设备，电渣重熔（Electroslag Remelting 以下简称ESR）钢锭以其高纯度、组织质密和良好的机械性能而被广泛的应用在各种具有特殊要求的场合，在电渣炉熔炼过程中，熔炼电流的控制精度是决定ESR产品的关键性因素之一。 ESR冶炼中，电流的过程控制因受工艺过程、机械特性，环境等因素的影响具有高度的非线性特性，难以用精确的数学模型表达，而且要求电流输出量跟随期望的运动轨迹进行控制。电渣重熔过程的电流控制精度要想有效的得到改善必须采用现代智能控制技术。模糊控制理论为解决复杂的非线性、不确知系统开辟了一条新途径，已在许多领域得到成功应用。因此，针对电渣炉这一典型的惯性、纯滞后、时变非线性控制系统的特点，在分析了模糊控制与PID控制优缺点的基础上，提出了模糊自整定PID控制方案。 本文介绍了一种电渣炉智能控制方式，采用了PLC程控及变频调速技术，并将模糊控制理论和PID算法应用于电渣重熔的智能控制上，改善和解决了ESR生产过程中重熔电流不稳定的状况。应用结果表明，模糊自整定PID控制器与常规PID控制器相比，具有较好的动态特性和稳定性能以及更强的适应能力。该方法能够较好地实现电渣重熔过程的智能控制。