电弧炉电极液压升降控制系统的分析研究.pdf

ADissertation inMechanical Electronic Engineering Research oftheElectrode Lifting Hydraulic System ofElectric Arc Fu rnace By Cheng Xiaoming Supervisor:Professor Song Jinchun Northeastern University June 2010 ) 独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:禾墨哦口饲日期:Ⅵ、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后: 半年口一年口一年半口两年∥学位论文作者签名:强删签字日期:切!·.、超高功率化发展,其关键控制机构如电极升降控制系统的稳定性和可靠性、控制精度和运行速度等指标对电弧炉实现缩短熔炼时间的,减少单位电能消耗,控制冶炼成本以及实现功率因数最佳显得至关重要。因此,电弧炉控制方法的研究也集中在电极调节系统上。虽然,现有的电极自动调节装置形式较多,但是由于液压控制系统具有响应速度快、增益高、频带宽、力矩(或力)重量比大等优点,所以在电弧炉电极自动调节系统中愈来愈显示出其优越性,尤其是在大型电弧炉中应用越来越广泛。所以,对电弧炉电极升降液压控制系统的研究至关重要。在研究了电液比例伺服系统及其动力机构的现状与发展情况后,本文采用了符合现场工况要求的三通阀控非对称柱塞缸伺服系统。采用功率键合图法建立了电弧炉电极液压升降系统的功率键合图模型,并推导出系统的数学模型—状态方程。由于液压系统的非线性存在,不能直接运用MATLAB的仿真模块Simulink 进行动态仿真,所以,本论文在MATLAB环境下编写仿真程序,求解系统微分方程组。在此基础上,引入PID控制和模糊自适应PID控制,对系统动态响应进行校正仿真分析。结果表明,两种控制器都能使系统具有较好的响应能力和较高的稳态性,实现了模型优化,并且模糊自适应PID控制器优于普通PID控制器。关键词:电弧炉:电极;液压系统;键合图;状态方程;PID;模糊 III 东北大学硕士学位论文 Abstract Research oftheElectrode LiftingHydraulic System of Electric ArcFurnace Abs仃act Modem electric ale furnacedevelops inthedirection ofincreasingly large, ultra-high- stability andreliability,speed and control precision of electrode take-offandlanding system which is one ofthekey control institutionsof electric arc furnace isveryimportant forshorting themelting time,reducing energy consumption,controlling costandachieving ,research ofcontrolmethod ofelectric arc furnace isconcentrated inthe electrode regulation system. Nowadays,although there aremany kinds ofautomatic adjustment devices,due totheadvantages offastresponse,high gain,frequency bandwidth,largeproportion ofthetorque(orforce)pared withthe otherelectroderegulation system, thehydraulic servo controlsystem has s