《电弧炉炼钢过程建模与智能优化控制》求取 ⇩

1 概论1

1.1 引言1

1.2 电弧炉控制发展概况2

1.2.1 超高功率电弧炉炼钢工艺简介2

1.2.2 炼钢过程自动化的基本功能3

1.2.3 电弧炉炼钢过程自动化的现状4

1.3 炼钢过程的检测技术16

1.3.1 钢水连续测温16

1.3.2 钢水成分的在线分析17

1.3.3 钢水液位高度测量17

1.4 电弧炉炼钢过程控制中存在的问题及解决措施18

1.4.1 配料过程中存在的问题及控制策略18

1.4.2 电极控制系统存在的问题及解决方法19

1.4.3 电弧炉炼钢过程的整体优化问题19

2 直流电弧炉炼钢过程建模与优化控制2.1 直流电弧炉控制系统分析25

2.1.1 电弧炉基本控制回路分析25

2.1.2 回路设定值的优化控制分析29

2.2 直流电弧炉冶炼过程模型31

2.2.1 冶金模型31

2.2.2 熔清成分计算模型37

2.2.3 吹氧量计算模型39

2.2.4 合金补加优化模型44

2.3 电工模型45

2.3.1 电弧功率与电损耗功率的计算45

2.3.2 电压、电流的设定方法46

2.3.3 电能需求量计算及分配模型48

2.4 热模型48

2.4.1 能量需求量计算模型48

2.4.2 能量损失计算模型50

2.4.3 能量供应计算模型52

2.5 优化设定技术56

2.6 神经网络预报模型与控制64

2.6.1 终点预报模型64

2.6.2 碳和温度的动态预报76

2.7 小结80

3 电弧炉电极调节系统的建模与控制81

3.1 交流电弧炉电极调节系统的建模与控制81

3.1.1 液压式电极调节系统的结构和工作原理81

3.1.2 液压式电极调节系统的数学模型82

3.1.2.1 电气部分建模83

3.1.2.2 传动系统的建模92

3.1.3 电极控制方案的确定93

3.1.3.1 电极控制策略的选择93

3.1.3.2 电极控制器的设计95

3.1.4 电极控制系统仿真结果99

3.1.5 小结103

3.2 电弧炉电极控制方法的研究103

3.2.1 电弧炉电极控制方法简介103

3.2.1.1 电弧炉电极控制方法概况103

3.2.1.2 交流炉和直流炉系统结构差别104

3.2.2 电极控制系统的数学模型112

3.2.3 直流电弧炉电极控制算法114

3.2.4 三相交流电弧炉电极的解耦控制121

4 终点预报方法130

4.1 终点预报的最小二乘法130

4.2 终点预报的神经网络法133

4.3 终点预报的类神经网络法133

4.3.1 基本理论及推导134

4.3.2 计算结构的分析138

4.3.3 类神经网络aiNet的性能分析141

4.3.4 类神经网络aiNet在终点预报中的应用146

5 电弧炉炼钢过程建模与优化控制软件的开发5.1 控制软件包开发背景及意义150

5.2 控制软件包的基本功能150

5.2.1 控制软件包预达到的目标150

5.2.2 控制软件包的基本功能151

5.3 控制软件包的结构152

5.3.1 硬件结构152

5.3.2 软件结构152

5.4 控制软件包运行环境的选择155

5.4.1 控制软件包运行环境的选择155

5.4.2 控制软件包开发工具的选择159

5.5 过程建模与优化控制软件的实现161

5.5.1 优化控制软件开发的基本思路162

5.5.2 优化设定与控制软件的实现164

5.5.3 神经网络预报模型与控制软件的实现167

5.6 用户界面的设计169

5.6.1 本系统用户界面的特点169

5.6.2 用户界面总体设计170

5.6.3 操作站用户界面设计170

5.6.4 管理站用户界面设计179

5.7 控制软件设计182

5.7.1 操作站软件设计182

5.7.2 管理站软件设计188

5.8 小结190

6 电弧炉炼钢过程计算机集散控制系统设计6.1 控制系统的设计思想与体系结构192

6.1.1 采用DCS的分析194

6.1.2 控制系统的总体设计195

6.2 电弧炉炼钢过程优化控制级的构成及功能198

6.3 上料控制系统设计200

6.3.1 主要原材料200

6.3.2 系统设计方案201

6.3.3 上料系统下位机的控制功能202

6.3.4 上料系统上位机管理及监控功能204

6.4 除尘控制系统设计204

6.4.1 电弧炉炼钢过程中的烟尘204

6.4.2 除尘工艺206

6.4.3 除尘系统下位机的控制功能207

6.5 直流电弧炉电极控制系统设计210

6.5.1 直流电弧炉电极控制系统设计210

6.5.2 直流电弧炉电极控制系统的数学模型211

6.5.3 直流电弧炉电极的智能复合控制211

6.6 辅助控制系统设计213

6.6.1 辅助系统介绍213

6.6.2 设计思想与控制方案213

6.7 控制软件包在实际控制系统中的实现216

6.7.1 控制软件包运行的硬件环境216

6.7.2 控制软件包在实际控制系统中的实现216

6.8 小结218