电弧炉电气系统的模型、谐波分析及电极调节系统自适应控制的研究

本文研究了电弧炉电气系统的数学模型、谐波分析及电弧炉电 极调节系统的自适应控制问题。 本文从交流电弧的物理机理出发，提出了交流电弧的电路模型， 并给出了确定电弧参数的工程估算方法，通过仿真验证了该模型的 有效性。在此基础上，导出了电弧炉电气系统的状态方程。 本文以实际的电弧炉系统为背景，进行了谐波分析的数字仿真 研究。与实测结果对比表明，本文所提出的电弧炉系统模型可以近 似再现实际系统的典型谐波。在此基础上，对电容对系统谐波的影 响、LC无源滤波器的抑制谐波效果、电弧非线性对系统特性的影响 进行了仿真研究。对电弧炉系统谐波分析的频域方法及电弧炉主电 路仿真系统的研制，进行了较为详细的讨论。 针对电弧炉系统所代表的一类非线性系统，本文提出了非线性 系统模型参考自适应控制的分段线性化方法，并将其应用于三相电 弧炉电极调节系统的自适应控制研究之中，设计了三相电弧炉自适 应电极调节系统。通过仿真表明：该系统具有很好的抗扰动能力， 其控制效果大大优于PID控制系统。最后，介绍了三相电弧炉电极 调节系统自适应控制仿真软件EAF1.0的主要功能。