一种新的电弧炉电弧时域模型

由于电弧的非线性,炼钢电弧炉在生产过程中会产生大量的高次谐波,并导致供电网络的电压波动和闪变,为解决这一问题,建立了一个新的电弧炉电弧时域模型.新的电弧模型从电弧物理机理出发,选择电弧电导作为状态变量,用非线性微分方程描述,并且给出了模型参数的计算方法.通过调整模型中的参数,可以模拟电弧炉电气系统参数变化时的电弧特性.仿真结果表明,模型输出的电弧电压、电流与现场实测数据基本一致,验证了模型的正确性.     

总括热吸收率的补偿辨识

总括热吸收率(CF)是连续加热炉L2级控制系统的重要参数.它既受炉子结构参数的影响，也受操作参数的影响，研究其补偿辨识尤为重要.提出基于炉温的一段式三元模型.取三元模型的任意一个模型段，以炉温和钢坯表面温度为输入条件，建立热电偶模型，并耦合求解热电偶及炉墙能量平衡方程，最终得到钢坯表面热流，进而对CF进行反向分析.分别考察了温度、钢坯规格及钢坯表面温度变化对CF的影响.结果表明，当炉温恒定时，CF随钢温的升高而减小，当钢温接近炉温时，CF变化率的绝对值迅速增大;而当钢温恒定时，CF随炉温的升高而增大.另外，CF随钢坯长度和宽度的增加而增大，随钢坯表面黑度的增加而增加.     

基于Matlab和Simulink的直线运动系统参数辨识实验

系统参数辨识是控制系统分析、设计的重要依据。针对直线运动控制系统设计了参数辨识实验。建立了被控对象的数学模型,使用Simulink软件开发了基于正弦扫频信号的系统参数辨识方案。通过自动代码生成技术,将系统辨识程序下载到运动控制卡上进行模型参数辨识实验,并连续记录实验数据。在Matlab环境下,利用多元线性回归函数进行模型参数辨识。采用Simulink对辨识的模型的动态特性进行控制仿真,并与实验结果进行对比。实验表明,基于Matlab和Simulink的直线运动控制系统参数辨识实验操作简便、可靠,有利于学生加深对模型辨识理论的理解并提高工程应用能力。     

基于数据特征的模糊模型辨识与模糊控制器设计方法

针对难于建立精确数学模型的复杂过程,提出了一种基于数据特征的模糊模型辨识方法.该方法首先按过程输出随输入变量变化的剧烈程度对输入变量论域进行划分,然后在此划分的基础上确定出模糊模型的规则总数和前件参数,最后由于要建立的模糊模型可以表示为一个前馈模糊神经网络,因此利用BP学习算法求得过程模糊模型的后件参数.基于所提出的模糊模型辨识方法进行了柔性连杆机器人模糊控制器设计,并进行了柔性连杆机器人模糊控制实验.实验表明,通过所提出的模糊模型辨识和模糊控制方法可以得到满意的控制性能.     

负荷动特性综合方法研究

针对如何建立同类负荷动特性的综合模型问题,提出了基于实测响应空间的负荷动特性直接综合方法.该方法首先应用重心法确定同一类负荷特性的聚类中心,再通过对聚类中心等效样本进行参数辨识,以得到的模型参数作为该类负荷特性的综合模型参数.通过对某一变电站现场采集的负荷特性数据进行综合建模,结果表明该方法正确有效,而且其实现比综合辨识建模以及参数加权平均综合建模更为简便.     

考虑软岩参数随时间变化的非定常西原蠕变模型参数辨识及数值模拟

为了准确地描述软岩蠕变规律,基于经典西原模型,考虑软岩参数随时间的变化,建立一种非定常西原模型,并采用单轴压缩蠕变试验研究软岩的蠕变力学特性,基于单轴压缩蠕变试验数据对所建立模型进行参数辨识;利用ABAQUS软件的二次开发功能,将所建立模型嵌入其中进行软岩蠕变过程的数值模拟。结果表明：通过拟合单轴压缩蠕变试验数据并辨识相关参数,相关系数不小于0.997,所建立模型与实际情况吻合度较高,可准确地描述软岩的初期蠕变、等速蠕变、加速蠕变3个阶段;模拟结果与单轴压缩蠕变试验结果基本吻合,验证了所建立模型可以在数值软件中准确应用并进行相关工程计算。     

低阶自回归参数模型检测串联故障电弧

针对电气系统中串联回路故障电弧的多发情况,利用电弧发生器、波形记录仪等实验装置对故障电弧进行模拟实验研究.提出基于自回归参数模型的故障电弧检测方法,采用二阶Burg方法对采集的信号建立自回归模型,提取AR模型参数,通过计算、比较相应的距离测度实现对故障电弧的检测.研究结果表明:通过二阶Burg方法建立的自回归参数模型能快速、准确地检测出故障电弧,同时相对于高阶Burg方法,减少了很大的运算量.     

模糊神经网络在电阻炉温度控制系统中应用

针对电阻炉具有时变,分布参数的非线性特性,将模糊神经网络控制应用于电阻炉温度控制系统.该控制器自适应能力强,利用系统偏差和神经网络辨识模型的输出对模糊神经网络控制器的参数通过一种改进的BP算法进行在线调节,达到对电阻炉温度的实时控制.仿真结果表明模糊神经网络控制器具有良好的控制效果,优于一般PID控制.     

波动载荷下弓网载流动态摩擦力模型

为对弓网载流摩擦力进行建模研究,通过实验研究摩擦力与压力波动频率、压力波动幅度、接触电流、滑动速度的关系,建立了摩擦力的LuGre静态模型,利用麦夸特法和通用全局优化法对模型中的静态参数进行辨识;在已建立的LuGre静态模型的基础上,通过引入动态参数,建立了摩擦力的LuGre动态模型,利用遗传算法结合Simulink仿真的方法对模型中的动态参数进行辨识.研究结果表明:动态模型更具有有效性,为弓网摩擦力的预测及摩擦磨损性能的研究提供参考.     

基于最小二乘法的锂离子电池参数辨识方法研究

目的 针对使用戴维南等效电路模型对锂电池进行参数辨识不够精确的问题,提出一种二阶 RC 等效电路模 型并对锂电池进行参数辨识。 方法 通过脉冲放电实验得到锂电池的相关数据,在 MATLAB 上使用最小二乘算法 对所建立的二阶 RC 等效电路进行参数辨识,并对不同 SOC(State of Charge)下锂电池各个参数的变化情况进行分 析,通过计算锂电池的端电压来判断参数辨识的精确度,最后将辨识结果与戴维南等效电路模型所辨识的结果进 行对比并分析。 结果 随着锂电池 SOC 下降,锂电池的各个参数会有轻微的波动,在锂电池的 SOC 处在较低的水平 时,锂电池的各个参数变化比较剧烈,这是由于锂电池的化学浓差极化所导致的,当将辨识的参数用来求解锂电池 的端电压时,随着时间的推移,发现锂电池的端电压的误差波动比较稳定,且最大误差不超过 0. 05 V,反观使用戴 维南等效电路模型求得锂电池的端电压误差波动比较大,且最大误差超过了 0. 08 V。 结论 在锂电池参数辨识上 二阶 RC 等效电路比戴维南等效电路更加准确,能够更好地描述锂电池的动静态特性,为后续对锂电池的荷电状 态估计提供了有力的基础。     

一种采用能量平衡关系的新型交流电弧炉模型

基于能量守恒定律,建立一种以微分方程描述的新型交流电弧炉(EAF)时域模型.模型以电弧导纳作为状态变量,弧长和电流作为输入,引入时序变化的电弧半径作为参变量,并给出模型参数的估算方法.以实际炼钢交流电弧炉为例,建立电气系统仿真模型,对熔化期的电弧特性及电弧炉对电网的冲击响应进行仿真研究.结果表明:仿真得到的电弧伏安特性与实测数据吻合度较高,有功和无功冲击均与实际工况相符,验证了模型的准确性和实用性.     

基于物联网云平台的矿热炉电极运行监控系统设计

为了远程监控矿热炉三相电极的电压、电流、移动距离等冶炼参数,对电极运行数据进行深入分析,及时对设备故障进行报警,满足安全生产、节能降耗的需要,设计实现了一种基于物联网云平台(WISE-PaaS云平台)的矿热炉电极运行监控系统。首先在现场底层使用ADAM 5510M作为控制器,结合ADAM系列模块、罗氏线圈、磁阻传感器、编码器等设备,实现对矿热炉电极运行数据的采集,并在网际组态软件WebAccess上建立工程节点和设定MQTT协议,将采集数据上传至云端。通过WISE-PaaS云平台中的Dashboard、SaaS Composer、APM、AFS等功能,整合矿热炉电极运行数据,采用云计算技术,开发了电极运行实时监控、电极状态报警、电极具体参数显示、移动终端人机交互、能耗预测、电极位置预测等一系列功能。实验结果表明,设计的监控系统实现了对矿热炉电极运行状态的实时监测和故障报警,为预测性维护和诊断提供数据支撑,具有较好的实际应用潜力。     

直流电弧炉电弧位置控制

在分析直流电弧炉三维导体布置的基础上,建立了直流电弧的偏工以此作为电弧位置控制的依据,针对水冷钢棒式底电极型的直流电弧炉,阐述了其电弧位置控制的原理和系统组成,并进行了仿真研究,结果表明控制系统可以有效地纠正电弧的偏向总是并可控设定点自由控制电弧以位置。     

等离子电弧炉回收Ni-Al合金细粉工艺的研究

本文研究了用等离子电弧炉回收 Ni-Al 合金细粉的方法。实验结果表明:用等离子电弧炉回收 Ni-Al 合金细粉工艺上可行,经济效益及社会效益较高;且克服了用电渣石墨坩埚法回收时铝烧损多、合金回收率低、对环境污染严重等缺点。讨论了在实验条件下,装料量、冶炼时间、弧电流及氩气流量等工艺参数对合金回收率、电耗、氩气耗量等口标参数的影响;确定了合理的冶炼工艺制度。     

基于LS-SVM的电炉钢水温度预测

通过对LS-SVM的参数进行优选,使所建模型具有较强的拟合和预测能力．针对某厂实际生产数据,运用LS-SVM建立钢水温度预测模型,拟合和预测结果良好,表明该模型对实际生产具有指导意义．     

具有前馈环节的电弧炉电极升降自适应控制器

针对炼钢电弧炉电极调节系统的参数时变及三相间相互影响等特点，设计出一种简单且有效的电极调节控制方案。该控制方案通过引入前馈控制环节来减小三相电极间的相互影响，并在线通过累计实际输入炉内的能量值来间接地估算电弧放大系数，从而校正控制器参数。     

基于案例推理的电弧炉终点预报

在电弧炉(EAF)冶炼生产过程中,出钢温度、碳含量和磷含量等终点参数直接关系到后续生产工艺,甚至影响产品质量.基于增量预报模型的思想,提出采用案例推理方法进行电弧炉炼钢的终点预报,该方法由于建立在已有的炼钢案例基础上,具有方法简单、不需要复杂数学推理的优点,并具有较强的鲁棒性.考虑到电弧炉炼钢影响因素较多、具有较强的非线性,采用支持向量机对案例推理的结果进行增量补偿修整.实践证明,经补偿后的案例推理方法预报精度较高,预报结果接近实际值,该方法是切实可行并有效的,可以用于电弧炉炼钢终点钢水温度、碳含量和磷含量的预报.     

三相电弧炉电气系统模型的探讨

本文为进行电弧炉系统谐波分析的仿真研究,在理论上作了初步探讨。首先建立交流电弧的等效数学模型,并根据电弧炉电弧工作的实际情况加以修正,得到不同工作状态下的电弧模型,在此基础上导出了电弧炉系统的状态方程。     

兑铁水条件下UHP电弧炉脱碳数学模型

以脱碳反应动力学规律及质量平衡为基础导出了电炉兑铁水条件下熔池脱碳速度与相应工艺参数之间关系的数学模型.与某钢厂100 t UHP电弧炉实际冶炼结果对比表明,该模型可以比较准确地预测熔池含碳量的变化和控制冶炼终点碳含量.研究表明,在高碳范围内脱碳速度与供氧流量成正比;在中碳范围内,其脱碳速度与熔池碳含量的平方根成正比;在低碳范围内脱碳速度与熔池碳含量成正比.用最小经济吹氧量曲线,即根据钢水碳含量降低相应递减吹氧量的吹氧方式,可以获得最佳的冶炼效果.