电弧炉电弧模型的研究

摘要

电弧炉是利用电弧能量来熔炼金属的一种电炉,它能获得其它冶金炉中所不能获得的高温,一些高级合金钢必须在电弧炉中进行冶炼。因此建立电弧模型并对其进行研究有助于更加全面的了解电弧炉系统,为电极调节器的设计、谐波分析等提供重要的依据,另外对实际生产也有重要指导意义。
　　 本文简述了电弧炉供电系统的构成及其主要元件的电路模型,在此基础上建立了电弧炉供电系统的数学模型；然后,介绍了电弧的物理特性,对电弧的阻抗特性进行了分析；根据能量守恒定律和相关的电弧物理知识,建立了以电弧瞬时电流和弧长作为输入量,电弧电导作为状态变量的非线性电弧时域模型:确定了电弧模型参数的变化范围,并将电弧模型代入供电系统进行仿真,验证了电弧模型的正确性。
　　 为了得到电弧模型参数的准确值,本文采用遗传算法对电弧模型参数进行辨识,并阐述了算法原理和实现方法。针对标准遗传算法易陷入早熟、收敛速度慢等缺陷,对标准遗传算法做了一些改进,基于改进遗传算法的参数辨识结果与实际电弧特性吻合,证明了参数辨识结果的准确性以及电弧模型的有效性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 电弧炉炼钢过程简介

1.2 电弧炉的工作特点

1.3 电弧模型的研究现状

1.3.1 电弧的数理模型

1.3.2 电弧的电路模型

1.4 本文的主要工作

第2章 三相电弧炉供电系统的建模

2.1 引言

2.2 电弧炉供电系统的组成与电路模型

2.2.1 电弧炉供电系统的组成

2.2.2 电弧炉供电系统的电路模型

2.3 电弧炉供电系统的数学模型

2.3.1 电弧炉供电系统的描述方法

2.3.2 电弧炉供电系统的状态方程

2.4 本章小结

第3章 电弧模型的建立

3.1 引言

3.2 交流电弧的物理特性

3.3 交流电弧建模

3.3.1 电弧阻抗特性的研究

3.3.2 电弧模型的建立

3.4 模型参数变化范围的确定

3.5 模型验证

3.6 本章小结

第4章 实际电弧模型参数的辨识

4.1 引言

4.2 现场数据的测量

4.3 遗传算法理论

4.3.1 遗传算法的产生与发展

4.3.2 遗传算法的基本概念

4.3.3 遗传算法的特点及基本思想

4.4 基于标准遗传算法的电弧模型参数辨识

4.4.1 标准遗传算法参数辨识实现过程

4.4.2 辨识结果

4.5 基于改进遗传算法的电弧模型参数辨识

4.5.1 改进遗传算法介绍

4.5.2 改进遗传算法步骤

4.5.3 辨识结果

4.6 本章小结

第5章 结论与讨论

参考文献

致谢