一、应用MATLAB设计炼钢电弧炉电极模糊控制器（论文文献综述）
岳佳威[1]（2020）在《三相统一电能质量调节器控制策略研究》文中进行了进一步梳理目前,各种基于电力电子技术的装置在市场上广泛应用,这些装置的非线性特性导致电力系统的电能质量问题越来越严重,同时,随着电力用户和各种敏感设备对电能质量要求的逐渐提高,各种电能治理装置应运而生。作为可以对多种电能质量问题进行综合治理的设备,统一电能质量调节器（UPQC）能够同时解决电压质量问题和电流质量问题,因此得到广泛应用。本文针对三相UPQC的控制策略进行相关研究,通过对当前UPQC研究现状的调研,提出了一种串联部分无工频变压器的新型三相UPQC拓扑结构,实现UPQC串联部分和并联部分的电气隔离,并大大减小了整个装置的体积,提高了装置的安全性。结合工程实际,在新的拓扑结构下对装置进行了模块化设计,便于装置的推广和维护。整个三相UPQC分为串联部分、并联部分和高频隔离DC/DC部分。本文对UPQC的三个部分按章节进行了讲述,从主回路拓扑结构、变换器工作原理、检测方法、补偿策略等方面进行研究,通过对比目前常见的检测方法和补偿策略,结合各个部分的控制目标,为串联部分、并联部分和高频隔离DC/DC部分选择了适当的控制策略。在检测方法方面,为了实现补偿电压与电网电压同频同相,采用基于SOGI的锁相环方法对电网电压相位进行跟踪,对于电网电压跌落的检测,串联部分选择快速性较好的缺损电压法作为检测方法,对于三相电流特定次谐波的正序、负序和零序分量的检测,并联部分选择改进的d-q法作为谐波电流的检测方法。在补偿策略方面,由于串联部分和并联部分的控制量为交流量,因此选择可以无静差跟踪交流信号的PR控制器,为了减小电网频率波动带来的误差对控制环节的影响,在PR控制器的基础上加入带宽调节系数,并通过选择合适的谐振系数使控制器在较大的带宽范围条件下也能保证较大增益。高频隔离DC/DC部分的控制目标是稳定装置的低压侧直流电压,因此选择目前技术较为成熟的针对直流信号的PI控制作为该部分的控制方法。在适当的仿真和实验参数下,通过Matlab/Simulink仿真平台和实验室搭建的实验平台,对三相UPQC的电压检测方法和补偿策略、电流检测方法和补偿策略、高/低压侧直流电压稳定策略进行验证,仿真和实验结果均证明了所提控制策略的可行性和有效性。
卫敏[2]（2020）在《电弧炉电极调节器智能控制及远程监控》文中认为在当今工业炼钢过程中,电弧炉越来越受到欢迎。电弧炉电极控制器是工业炼钢过程中最核心的部分,有效的电极控制器可以提高电弧炉生产率、减少电极消耗和出钢时间。研究一种新型的电极控制算法是非常有必要的。本设计以电弧炉电极调节器为研究对象,建立了电弧炉阻抗模型、供电系统模型、液压系统模型及电弧炉电极调节系统模型,通过simulink来进行仿真,得到了弧流与弧长之间的非线性曲线图,然后通过最小二乘法对其曲线进行拟合,得到弧流与弧长的关系表达式,最后根据实际运行参数对液压调节系统中的比例阀、液压缸等给出了具体的传递函数,为了与实际电弧炉工作尽可能相似,在仿真过程中加入了白噪声和干扰来模拟电弧的时变性、随机性,从而更好的建立电弧炉模型。在交流电弧炉模型建立的基础上,分析了现有的电极调节系统的控制算法,总结出这些算法的优缺点,对于非线性时变性的电弧炉来说,控制效果不太好。本文针对这种复杂的时变系统,采用了遗传模糊逻辑控制器（GFLC）算法来进行电极控制,该算法是利用遗传算法来构造模糊逻辑控制器的双层迭代进化算法,设计了一种新型的编码方式克服了非线性不好控的问题,使得控制性能更加高效。与传统PID控制算法相比,GFLC通过选择逻辑规则和调整隶属函数来实时快速控制电极调节参数,从而节约电能,提升炼钢效率。本文在某钢厂120吨的电弧炉的背景下,采用了西门子S7-1500系列的PLC来设计电弧炉计算机控制系统,从而实现电弧炉电极调节过程。在分析了电弧炉每个功能模块后,使用博途软件来对整个电弧炉进行PLC的程序控制,然后采用WinCC来编辑上位机界面,可以快速的采集到实时的弧流弧压等数据。因其炼钢环境恶劣,工作人员一直在现场操作也不是长久之计,设计了一种基于WEB的电弧炉远程监控系统,便于工作人员不在现场也能实时监控炼钢过程,从而达到智能化。比如,当炼钢过程中发生电极短路等各种故障时,远程监控系统会提示报警信息,使工作人员能够快速的操控紧急情况。
姚震宇[3]（2020）在《钢包精炼炉电极监控系统的设计》文中认为目前炉外精炼技术在全世界范围内有着广泛应用,它不仅可以提高钢种的质量而且可以加快生产速度。LF钢包精炼炉的设备费用低、操作简单,如今成为了炉外精炼技术中代表性的设备,得到了普遍的使用。精炼炉精炼过程中电极调节是最重要的环节,电极调节直接影响着炉内的温度和成分指标,因此想要准确的控制钢水的温度和成分,就需要加深对电极控制的了解。文中以某钢厂150 t LF精炼炉为研究背景,搜寻了国内外有关于精炼炉炼钢的文献,综述了精炼炉的发展历史、工艺流程以及国内外精炼炉电极控制系统的发展状况。通过查阅文献总结出精炼炉电极控制常用的三种控制方法,经过分析对比最终确定了电极调节的控制方法为恒阻抗控制。精炼炉系统具有非线性和时变性,同时精炼炉三相电极之间还存在耦合性,因此控制过程中难度大,效果差。传统的PID控制器结构简单,对于复杂的非线性的控制系统无法取得良好的控制效果。本文采用了模糊自适应PID控制器对电极系统进行控制,模糊自适应PID控制利用模糊规则能够实现对PID参数的修改。模糊自适应PID控制器以误差e和误差变化率ec作为输入,能够满足不同时刻的e、ec对PID参数自整定的要求。利用Matlab软件建立电极控制系统的仿真平台,对精炼炉电极调节系统的PID控制和模糊自适应PID控制进行仿真。仿真结果表明模糊自适应PID控制在精炼炉电极调节过程中超调量低并且调节时间短,在快速、稳定性上效果出众,能够使电极系统达到理想的效果。目前我国大多数精炼炉控制系统都采用PLC作为控制器,因此本文对精炼炉电极控制系统的控制网络结构图进行了构造,完成了PLC的硬件选型和硬件组态。最后对精炼炉电极控制系统的程序块进行了讲解,在TIA Portal中完成了精炼炉电极控制系统主画面的制作。
管伟翔[4]（2020）在《接有冲击性负荷的并网型微电网电能质量分析及治理研究》文中提出近年来,由于全球人口的快速增长和经济的迅猛发展造成的能源短缺、环境污染及传统电网存在的灵活性、可靠性差等问题,由可再生能源组建的微电网因其清洁环保、可持续性强等优点备受关注,具有广阔的发展前景。随着科技快速发展和工业进程的不断推进,微电网中非线性、冲击性负荷数量急剧增加,不仅给微电网电能质量造成严重的危害,还会使系统中电气设备的寿命降低和发生误动作。因此,对接有冲击性负荷的微电网电能质量分析及治理研究具有很好的创新性和挑战性。本文以微电网电能质量需求为契机,详细分析了冲击性负荷接入风光储并网型微电网中引发的电能质量问题,并通过静止同步补偿器（STATCOM）对冲击性负荷接入微电网所引发的电能质量问题进行有效治理。论文的主要研究内容如下:1.建立了符合实际工况的接有冲击性负荷的风光储微电网并网系统模型。光伏采用PQ控制策略并网,双馈风机采用“背靠背”变流器实现并网,储能系统采用具有充放电能力的双向DC-DC控制平抑光伏和风机的功率波动。搭建了典型的冲击性负荷电弧炉模型,引入电弧半径和电弧电压两个参变量对电弧的时域微分模型加以改进,并通过仿真验证了改进电弧模型的正确性。2.分析并网型微电网中冲击性负荷（电弧炉）接入而引起的三相不平衡、谐波、无功冲击及电压波动问题。当某相电弧长度改变时,与之对应的电流、电压变化最为明显,由于三相电弧耦合关系的存在,剩余两相电流也发生改变,从而导致三相不平衡问题的发生。熔化期时由于炉温较低电弧无法稳定燃烧,微电网并网母线处各相谐波电流严重超标。当电弧炉工作在三相接地短路恶劣工况时,造成严重的无功冲击问题,且电压波动值远超出国家标准。3.采用改进滑模控制策略的STATCOM对微电网电能质量问题进行治理。STATCOM控制为电压外环电流内环的双闭环控制结构,电压外环采用经典PI控制,电流内环采用一种新型di-qi电流检测方法,并提出基于双幂次趋近率的改进滑模控制策略,具有较高的电流检测精度、响应速度和抗干扰能力。仿真结果表明,投入STATCOM运行时,冲击性负荷引发的微电网并网处母线电流谐波得到有效抑制,均控制在国标限值内,同时三相不平衡、无功冲击及电压波动问题也得到明显改善。
杨阳[5]（2020）在《典型冲击性负荷下电能质量混合补偿优化控制策略研究》文中进行了进一步梳理钢铁、电力系统行业一直是一个国家国民经济的主动脉和能源支柱。近些年来,随着政府对于环境污染治理的高度重视,排污较为严重的中频炉等传统的炼钢工艺正在加速被淘汰,这在一定程度上促进了以高效、清洁的电能为主要热源的电弧炉炼钢工艺的高速发展。然而作为一种具有三相不对称、非线性特性、波动性较大的典型大功率冲击性负荷,电弧炉在投入电网运行后会引起严重的电能质量问题。因此,分析研究电弧炉所引起的电网电能质量问题,优化谐波无功等电能质量问题的治理,提高电网的电能质量及电弧炉负载的运行效率已迫在眉睫。本文在分析电弧炉钢铁冶炼流程的工作原理及冶炼特点的基础上,以能量守恒关系为原则建立交流电弧数学模型,并将电弧数学模型应用于电弧炉电气系统模型中来分析电能质量。同时构造了一种并联型有源电力滤波器的模糊-PI复合控制器,并设计了一种混合补偿优化协同配置的控制策略来改善、治理电能质量问题。主要完成以下工作:（1）建立了电弧数学模型,估算了模型相关参数以及仿真验证了模型的有效性。以电弧炉影响电能质量最严重的熔化期为例,将建立的电弧模型应用于电气系统模型中,并以某钢铁冶金企业一台100t的电弧炉为基础分析了电网谐波畸变、三相系统不平衡等电能质量问题。（2）综合应用模糊控制与传统PI控制的优点,构造了一种并联型有源电力滤波器的模糊-PI复合控制器,仿真分析了此复合控制器在电能质量问题上的改善效果。（3）综合应用并联型有源电力滤波器和静止无功发生器的优点,设计了一种混合补偿优化协同配置的控制策略,仿真分析并比较了此控制策略在改善电网谐波无功问题方面的优势。仿真结果表明:本文建立的电弧数学模型是有效模型,设计的混合补偿优化协同配置的控制策略具有较好的改善电能质量的能力。
魏令侯[6]（2020）在《径向顶紧式把持器矿热炉电极控制系统的研究》文中进行了进一步梳理电极作为矿热炉生产时控制反应进行的重要设备,其端部位置合理与否直接影响铁合金的质量及产量。电极控制系统的准确性是保证矿热炉冶炼能够达到低耗、高效目的的重要条件。本文结合甘肃某铁合金企业电极自动控制系统工程项目,通过对电极控制系统工艺及影响电极压放和升降因素的分析,设计了一种新型矿热炉电极自动控制系统。首先,根据国内外矿热炉电极控制研究现状和发展情况,结合用户对控制系统的要求,通过对矿热炉控制策略及现有控制系统存在问题的分析,确定了本文需要研究的主要内容。然后,通过对矿热炉冶炼影响因素的分析,针对现有控制系统存在的问题,结合已经提出的电极控制策略,确定了本文电极控制系统策略。基于电极位置,控制电流、电阻、功率的平衡,达到矿热炉三相平衡。定义电极位置、电流、电阻等控制量,确定电极位置及二次电流的采集原理,并对结果进行验证。其次,总体控制方案制定,采用磁场传感器间接检测电极位置,当电极位置相对合理时,采集所需电流、电压等参数完成电阻及功率的计算。以电流、电阻、功率为模糊控制条件,确定电极需要的位移,并由液压系统实现电极压放或升降,达到三相平衡。根据总体控制方案,选择WinCC软件设计上位监控界面,S7-200SMART为下位机,GMPT0415（霍尔效应传感器）、BR-AI（交流电流变送器）、BD-4EA（多电量数字变送器）为检测元件,PCI-1713U-BE为数据采集卡。使用S7-200 SMART具有的以太网口及模拟量模块实现上位机与PLC以及检测元件与PLC之间的通讯,做到各通讯稳定可靠。为了防止自动控制系统出现故障无法运行的问题,设计了手动操作台作为备用系统,并完成手动操作台电路图及控制电路图的设计。最后,根据控制方案对上位监控软件界面进行设计,编写脚本程序实现对采集电流的读取、存储及处理。根据理论研究及现场经验建立模糊控制查询表,并利用梯形图实现模糊控制算法规则,得到电极需要的位移量,通过控制液压系统压放或升降电极,使其达到平衡状态。电极控制系统设计完成后,通过对整个控制系统的现场调试运行,证明利用本课题设计控制系统可以达到预期控制效果。
孙浩翔,黎英[7]（2019）在《电石炉的建模与控制》文中提出由于电石冶炼过程存在较大的滞后性,当预判错误或操作延迟,容易出现电流波动,会影响生产效率,损害电石炉。基于采集的某厂电石炉的大量现场数据,利用极限学习算法建立该电石炉的系统模型。基于现场操作经验,利用模糊迭代学习控制设计针对该电石炉的电极控制策略。
高明伟[8]（2019）在《LCL型APF的模型预测电流控制研究》文中提出随着电力电子设备在电网系统的日益普及,谐波污染现象愈发严重,有源电力滤波器（Active Power Filter,简称为APF）是谐波抑制的重要装置,其电流控制策略的有关研究受到广泛关注。本文对三相三线制LCL型APF中的模型预测电流控制策略进行了研究,具体内容包括以下方面。建立了LCL型滤波器连接的APF电路模型并完成参数设计。对三相三线制LCL型APF完成数学建模,设计了直流侧母线电压、直流侧电容以及交流侧总电感,计算了LCL滤波器的参数范围并对比了不同参数下的LCL滤波器的滤波性能,选取适当的无源阻尼参数实现LCL谐振抑制,之后通过仿真验证了无源阻尼具有良好的谐振抑制效果。对LCL滤波型APF的模型预测电流控制策略与直流侧母线电压闭环PI控制器进行了设计,并研究了长视野模型预测电流控制。根据数学模型来建立LCL型APF的电流预测模型,采用模型预测控制实现APF对指令电流的跟踪,仿真验证了上述预测模型的可行性。为提高APF的系统稳定性和电流补偿效果,需要设计直流侧母线电压闭环PI控制器并进行分析,使直流侧母线电压保持稳态。由于单步模型预测算法具有一定保守性,运用具有长预测视野的模型预测电流控制策略以使APF实现两步最优控制。改进了传统的参考电流预测方法,一是提出一种直接预测方法以提高对高次谐波的预测精度,二是在参考电流预测值中加入有源阻尼部分以实现谐振抑制。针对传统的参考电流线性预测方法较难实现对高次谐波准确预测的补偿电流控制精度的问题,首先对APF参考电流进行分频,之后对各次谐波分别预测并求和计算出预测参考电流值,提高电流的补偿精度。针对不同的LCL型APF虚拟阻尼策略进行研究后确定采用滤波电容并联阻尼方法,计算虚拟阻尼的大小并将阻尼部分加入预测电流参考值中,实现谐振抑制。对运用多目标成本函数的模型预测电流控制进行了研究,使APF能在实现电流补偿的同时实现其他目标。构造一种含有滤波电容电压约束项的新型多目标成本函数,以降低成本函数为前提选择适当的开关矢量完成电流控制,实现无阻尼条件下LCL滤波器的谐振抑制。此外,通过在成本函数中加入开关频率约束项,选择使成本函数值趋于最小的开关矢量完成电流控制,从而在保证APF补偿电流能准确跟踪参考电流的前提下降低开关频率。
张安稷[9]（2018）在《电弧炉的无功功率补偿与谐波抑制方法的研究》文中研究说明电弧炉作为现代炼钢的重要设备,广泛应用于金属冶炼行业。但是当电弧炉投入运行后,会降低负载系统的功率因数,引起电压波动与闪变等电能质量问题。造成电弧炉负载变化的根本原因主要是由于电弧弧长的随机变化,由此导致电弧电压与电弧电流呈现出一种十分复杂的变化特征。所以为了研究电弧炉对电能质量的影响,针对电弧炉的用电特性,本文采用有源电力滤波器（APF）+晶闸管投切电容器（TSC）综合补偿器对电弧炉引起的电能质量问题进行综合治理,这对实现电网中冲击性负荷无功谐波的综合治理具有重要的实际意义。本文首先阐述了交流电弧时变电阻模型的建立过程。然后介绍了TSC和APF的无功补偿原理及其电路结构,由于TSC对电弧炉进行无功功率补偿时,补偿方式为大容量有级式无功补偿,对补偿精度要求不高,所以本文提出了模糊控制的控制方法对TSC进行投切控制,并将电压和无功功率两个参考量作为TSC的投切判据;而APF则实现无功功率的小容量快速连续补偿和滤除谐波,这对APF的补偿精度和响应速度要求较高,所以对APF采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq法检测无功参考电流,控制系统则使用电流直接控制,最后,设计出基于模糊PI控制方法的控制器。APF的引入使综合补偿系统具有更高的稳态精度和动态响应速度,同时还可以滤除负载产生的谐波电流,并且TSC中串联电抗的电抗率也被有效地降低了,降低了TSC的经济成本。利用MATLAB/Simulink分别搭建了TSC、APF和电弧炉仿真模型。仿真结果表明,交流电弧时变电阻模型在一定程度上可以反映出电弧炉的电压电流特性;TSC可实现无功功率大容量补偿,但是负载系统电压与电流不能保持同相位,自身还会产生谐波电流;APF可以快速高效的滤除负载系统谐波电流。当投入TSC+APF综合补偿器后,系统侧谐波含量大大降低,系统电流与电压保持同相位,功率因数在大约0.05s稳定在1左右,实现了快速、精确和稳定补偿与抑制的效果。
王柏惠,杨凌志,郭宇峰,董凯,王超,杨泽世[10]（2017）在《电弧炉炼钢成分预报现状与熔池搅拌对其影响》文中指出电弧炉炼钢成分预报与控制直接影响冶炼时间、产品质量与生产成本,是电弧炉炼钢智能化的重要环节。对转炉、电弧炉副枪检测技术和炉气分析技术进行了分析,探讨了炼钢过程的选择性氧化机理与智能算法在成分预报中的应用。结合熔池流动慢、反应不均衡的动力学条件,讨论了电弧炉炼钢成分预报的难点。在国内外文献综述的基础上,讨论了电弧炉底吹搅拌、氧气射流及电磁流体对钢液流动的影响,提出将电弧炉熔池钢液流动行为的动力学影响和炼钢反应选择性氧化热力学相结合,实现成分实时预测研究的设想,对开展电弧炉炼钢成分预测研究具有指导意义。
二、应用MATLAB设计炼钢电弧炉电极模糊控制器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、应用MATLAB设计炼钢电弧炉电极模糊控制器（论文提纲范文）
（1）三相统一电能质量调节器控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 三相UPQC研究现状 |
| 1.2.1 电能质量治理技术 |
| 1.2.2 UPQC拓扑结构研究 |
| 1.2.3 UPQC控制方法研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 三相UPQC系统级设计 |
| 2.1 UPQC各部分功能划分 |
| 2.2 主回路拓扑设计 |
| 2.2.1 三相UPQC技术参数 |
| 2.2.2 串联部分 |
| 2.2.3 并联部分 |
| 2.2.4 高频隔离DC/DC部分 |
| 2.2.5 三相UPQC主回路拓扑 |
| 2.3 控制系统设计 |
| 2.3.1 系统控制框架 |
| 2.3.2 控制系统硬件设计 |
| 2.3.3 控制系统软件设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 串联部分逆变器 |
| 3.1 串联部分逆变器工作原理 |
| 3.1.1 电压补偿原理 |
| 3.1.2 逆变器工作原理 |
| 3.2 电压检测方法研究 |
| 3.2.1 基于SOGI的单相锁相环 |
| 3.2.2 缺损电压法 |
| 3.2.3 电压检测的仿真与实验 |
| 3.3 电压补偿策略研究 |
| 3.3.1 PR控制器 |
| 3.3.2 电压补偿策略 |
| 3.3.3 电压补偿的实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 并联部分逆变器 |
| 4.1 并联部分逆变器工作原理 |
| 4.1.1 电流补偿原理 |
| 4.1.2 逆变器工作原理 |
| 4.2 电流检测方法研究 |
| 4.2.1 电流正序分量检测 |
| 4.2.2 电流负序分量检测 |
| 4.2.3 电流零序分量检测 |
| 4.2.4 电流检测的仿真验证 |
| 4.3 电流补偿策略研究 |
| 4.3.1 电流补偿策略 |
| 4.3.2 电流补偿的实验验证 |
| 4.4 高压侧直流电压稳定 |
| 4.4.1 电压稳定原理 |
| 4.4.2 高压侧直流电压稳定的仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高频隔离DC/DC变换器 |
| 5.1 DC/DC工作原理 |
| 5.2 DC/DC控制策略 |
| 5.3 仿真及实验波形 |
| 5.3.1 DC/DC变换器仿真验证 |
| 5.3.2 DC/DC变换器实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 三相UPQC主回路拓扑 |
| 附录 B 三相UPQC柜体与各模块插箱实物图 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）电弧炉电极调节器智能控制及远程监控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.2.3 电极控制策略的介绍 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 电弧炉系统模型的建立 |
| 2.1 电弧炉工业炼钢工作原理 |
| 2.2 电弧炉工业炼钢设备的组成 |
| 2.2.1 液压调节系统介绍 |
| 2.2.2 电弧炉本体 |
| 2.2.3 主电路设备 |
| 2.3 交流电弧的模型建立 |
| 2.3.1 交流电弧的阻抗模型 |
| 2.3.2 交流电弧模型的验证 |
| 2.3.3 最小二乘法曲线拟合 |
| 2.3.4 电极调节系统模型的建立 |
| 2.4 电弧炉电气运行参数及工作点的选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 电弧炉电极调节系统控制算法的研究 |
| 3.1 模糊逻辑控制器 |
| 3.2 遗传模糊逻辑控制器 |
| 3.2.1 遗传模糊逻辑控制器分析 |
| 3.2.2 遗传优化逻辑规则和隶属函数 |
| 3.3 改进的遗传算法模糊逻辑控制器 |
| 3.3.1 逻辑规则的编码方式 |
| 3.3.2 隶属函数的编码方式 |
| 3.3.3 遗传算子 |
| 3.3.4 迭代进化算法 |
| 3.4 算法的仿真研究 |
| 3.4.1 仿真分析 |
| 3.4.2 仿真结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 电弧炉计算机控制系统的实现 |
| 4.1 计算机控制系统的结构 |
| 4.2 系统的配置与功能 |
| 4.3 电极调节PLC设计 |
| 4.3.1 现场电极调节系统设计框架 |
| 4.3.2 现场电极调节系统控制算法设计 |
| 4.3.3 电极调节PLC程序思路 |
| 4.4 电极调节系统程序仿真 |
| 4.5 电极调节系统监控界面设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 电弧炉远程监控系统设计 |
| 5.1 远程监控系统概述 |
| 5.2 HINET智能网关介绍 |
| 5.3 基于工业网关的远程监控系统 |
| 5.3.1 远程监控系统结构设计 |
| 5.3.2 远程监控系统功能 |
| 5.3.3 远程监控系统程序框架设计 |
| 5.4 远程监控系统通讯协议 |
| 5.4.1 通讯协议的选择 |
| 5.4.2 MQTT协议通讯的实现 |
| 5.4.3 数据通讯的实现 |
| 5.5 远程监控系统的实现 |
| 5.5.1 开发环境及后端设计 |
| 5.5.2 系统前界面设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（3）钢包精炼炉电极监控系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钢包精炼炉的发展概况 |
| 1.3 国内外电极控制发展 |
| 1.3.1 国外电极控制发展 |
| 1.3.2 国内电极控制发展 |
| 1.4 精炼炉的介绍 |
| 1.4.1 钢包精炼炉工艺流程介绍 |
| 1.4.2 钢包精炼炉电极控制系统 |
| 1.5 本课题研究内容 |
| 2 研究方案 |
| 2.1 电极控制系统 |
| 2.2 电极调节器的具体要求 |
| 2.3 精炼炉电极调节方法 |
| 2.3.1 恒阻抗控制 |
| 2.3.2 恒电流控制 |
| 2.3.3 恒功率控制 |
| 2.4 各种电极调节方式的优缺点 |
| 2.4.1 恒电流控制优缺点 |
| 2.4.2 恒功率控制优缺点 |
| 2.4.3 恒阻抗控制优缺点 |
| 2.5 模糊控制 |
| 2.5.1 模糊控制简介 |
| 2.5.2 模糊控制器的工作原理 |
| 2.5.3 模糊自适应PID控制器 |
| 2.6 模糊自适应PID控制器的仿真 |
| 2.6.1 隶属函数的选取 |
| 2.6.2 模糊控制规则的建立 |
| 2.6.3 模糊控制查询表的建立 |
| 2.7 仿真框图的建立 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 现场总线及硬件设计 |
| 3.1 现场总线的简介 |
| 3.1.1 PROFIBUS概述 |
| 3.1.2 Profinet技术介绍 |
| 3.2 网络配置及硬件选型 |
| 3.3 精炼炉控制网络结构与通讯配置 |
| 3.4 接口电路 |
| 3.4.1 数字量输入电路 |
| 3.4.2 数字量输出电路 |
| 3.4.3 模拟量输入电路 |
| 3.4.4 模拟量输出电路 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 PLC系统的软件设计 |
| 4.1 PLC的硬件组态 |
| 4.1.1 硬件选型 |
| 4.1.2 TIA Portal V14 SP1 组态 |
| 4.1.3 硬件组态结构图 |
| 4.1.4 I/O分配表 |
| 4.1.5 PLC变量表 |
| 4.2 电极调节系统总体程序设计 |
| 4.3 精炼炉控制系统的结构化编程简介 |
| 4.4 模糊PID控制在电极调节中运用 |
| 4.4.1 精炼炉电极控制系统程序块介绍 |
| 4.4.2 阻抗偏差以及偏差变化率的计算 |
| 4.5 上位机与现场设备的连接设置 |
| 4.6 精炼炉操作界面 |
| 4.6.1 精炼炉控制系统登录界面 |
| 4.6.2 系统主控画面 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A[部分程序] |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）接有冲击性负荷的并网型微电网电能质量分析及治理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微电网发展现状 |
| 1.2.2 微电网电能质量分析现状 |
| 1.2.3 微电网电能质量治理现状 |
| 1.2.4 STATCOM控制策略研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 接有冲击性负荷的微电网并网系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 风光储微电网并网系统 |
| 2.2.1 光伏发电系统 |
| 2.2.2 风力发电系统 |
| 2.2.3 储能系统 |
| 2.2.4 风光储微电网并网系统仿真分析 |
| 2.3 冲击性负荷 |
| 2.3.1 交流电弧模型 |
| 2.3.2 交流电弧模型仿真验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 冲击性负荷接入对微电网电能质量影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三相不平衡问题分析 |
| 3.2.1 三相不平衡的产生及危害 |
| 3.2.2 仿真分析 |
| 3.3 谐波问题分析 |
| 3.3.1 谐波的产生及危害 |
| 3.3.2 仿真分析 |
| 3.4 无功冲击问题分析 |
| 3.4.1 无功冲击的产生及危害 |
| 3.4.2 仿真分析 |
| 3.5 电压波动问题分析 |
| 3.5.1 电压波动的产生及危害 |
| 3.5.2 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 接有冲击性负荷的微电网电能质量治理策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 静止同步补偿器主电路类型及工作原理 |
| 4.2.1 静止同步补偿器主电路类型 |
| 4.2.2 静止同步补偿器工作原理 |
| 4.2.3 基于瞬时无功理论的改进电流检测法 |
| 4.3 STATCOM的滑模控制器设计 |
| 4.3.1 滑模变结构控制的基本原理 |
| 4.3.2 STATCOM的滑模控制器设计 |
| 4.3.3 改进滑模控制下STATCOM仿真验证 |
| 4.4 STATCOM对接有冲击性负荷的微电网电能质量治理分析 |
| 4.4.1 三相不平衡抑制仿真分析 |
| 4.4.2 谐波抑制仿真分析 |
| 4.4.3 无功补偿仿真分析 |
| 4.4.4 电压波动治理仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）典型冲击性负荷下电能质量混合补偿优化控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 冲击性负荷电弧炉炼钢简述 |
| 1.2.1 冲击性负荷 |
| 1.2.2 电弧炉炼钢简述 |
| 1.3 冲击性负荷电弧炉对电网性能的影响 |
| 1.3.1 配电网结构 |
| 1.3.2 影响电网性能 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.4.1 电弧炉模型的研究现状 |
| 1.4.2 电弧炉治理补偿技术的研究现状 |
| 1.5 主要研究内容与论文结构 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 论文结构 |
| 第2章 电弧模型的建立与仿真分析 |
| 2.1 电弧炉的炼钢流程及其工作运行特性 |
| 2.1.1 电弧炉的钢铁冶炼流程 |
| 2.1.2 电弧炉的钢铁冶炼特点 |
| 2.2 电弧模型的建立 |
| 2.2.1 电弧数学模型的推导 |
| 2.2.2 电弧数学模型相关参数的估算 |
| 2.3 电弧模型的仿真验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电弧炉电气系统模型的建立与电能质量问题的分析 |
| 3.1 电弧炉电气系统 |
| 3.1.1 电弧炉电气系统的组成结构 |
| 3.1.2 电弧炉电气系统的主电路设备 |
| 3.1.3 电弧炉电气系统的状态方程 |
| 3.1.4 电弧炉电气系统模型的仿真验证 |
| 3.2 电弧炉系统的谐波分析 |
| 3.2.1 仿真实验 |
| 3.2.2 电弧炉系统的谐波影响分析 |
| 3.3 电弧炉系统的三相不平衡分析 |
| 3.3.1 仿真实验 |
| 3.3.2 电弧炉系统的三相不平衡影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电弧炉引起的电网谐波问题的抑制方案研究 |
| 4.1 SAPF的工作原理及数学模型 |
| 4.1.1 SAPF的基本工作原理 |
| 4.1.2 SAPF数学模型的推导建立 |
| 4.2 SAPF的谐波电流检测算法 |
| 4.2.1 瞬时无功功率理论 |
| 4.2.2 p-q检测法 |
| 4.2.3 i_p-i_q检测法 |
| 4.3 SAPF双闭环控制系统的设计 |
| 4.3.1 SAPF双闭环控制系统的结构 |
| 4.3.2 SAPF双闭环控制系统的参数调节设计 |
| 4.4 SAPF模糊控制系统的设计 |
| 4.4.1 模糊控制系统的基本原理 |
| 4.4.2 模糊-PI复合控制器的设计 |
| 4.5 SAPF控制系统的仿真 |
| 4.5.1 SAPF仿真模型的建立 |
| 4.5.2 传统PI控制与模糊-PI复合控制补偿性能的比较分析 |
| 4.5.3 传统PI控制与模糊-PI复合控制对电弧炉系统谐波补偿性能的分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电弧炉电能质量问题的综合治理及优化控制策略的研究 |
| 5.1 无功补偿装置的选取 |
| 5.2 静止无功发生器的基本工作原理 |
| 5.3 电弧炉电能质量问题的综合补偿治理方案 |
| 5.3.1 混合补偿系统的结构 |
| 5.3.2 混合补偿系统的优化协同配置控制策略 |
| 5.4 混合补偿系统的仿真分析 |
| 5.4.1 仿真实验 |
| 5.4.2 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）径向顶紧式把持器矿热炉电极控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、目的及意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 课题目的及意义 |
| 1.2 矿热炉电极把持器及电极控制系统的研究现状 |
| 1.2.1 矿热炉电极把持器的发展及现状 |
| 1.2.2 矿热炉电极控制系统的发展及现状 |
| 1.2.3 现有电极控制策略 |
| 1.2.4 现有电极控制系统存在的问题 |
| 1.3 研究的主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 矿热炉设备及影响炉内反应因素 |
| 2.1 矿热炉相关设备 |
| 2.1.1 矿热炉组成 |
| 2.1.2 矿热炉生产过程 |
| 2.1.3 径向顶紧式把持器 |
| 2.2 矿热炉冶金通式 |
| 2.3 矿热炉电极介绍及对冶炼的影响 |
| 2.3.1 电极材料的选择及分类 |
| 2.3.2 自焙电极烧结过程 |
| 2.3.3 自焙电极对冶炼的影响 |
| 2.4 影响炉内反应的因素 |
| 2.4.1 电流对炉内反应的影响 |
| 2.4.2 电阻对炉内反应的影响 |
| 2.4.3 功率对炉内反应的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 控制系统总体设计及关键参数采集原理分析 |
| 3.1 电极控制系统总体设计 |
| 3.1.1 系统设计需求分析 |
| 3.1.2 总体控制方案的确定 |
| 3.1.3 控制参数的定义及控制方案的优势 |
| 3.2 矿热炉电极位置及二次电流的采集原理 |
| 3.2.1 对复杂冶炼环境的简化 |
| 3.2.2 电极位置的采集原理 |
| 3.2.3 二次电流的采集原理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 矿热炉电极控制系统硬件设计 |
| 4.1 上位机硬件选型 |
| 4.2 下位控制系统硬件选型 |
| 4.2.1 输入和输出信号的确定 |
| 4.2.2 控制系统下位机选型 |
| 4.2.3 检测元件及其他硬件选型 |
| 4.3 控制系统通讯方式的选择及硬件组成 |
| 4.3.1 控制系统通讯方式的选择 |
| 4.3.2 控制系统硬件组成 |
| 4.4 硬件电路设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 矿热炉电极控制系统软件设计 |
| 5.1 矿热炉电极控制系统上位监控软件的设计 |
| 5.1.1 监控软件的功能模块设计 |
| 5.1.2 监控软件实现二次电流处理 |
| 5.1.3 数据表的设计 |
| 5.2 系统下位软件设计 |
| 5.2.1 编程软件的介绍 |
| 5.2.2 控制系统结构分析 |
| 5.2.3 控制程序设计 |
| 5.3 控制方法的实现 |
| 5.3.1 模糊控制组成及原理 |
| 5.3.2 模糊控制器的设计与实现 |
| 5.3.3 模糊控制查询表的建立 |
| 5.3.4 模糊控制算法在PLC中的实现 |
| 5.3.5 模糊查询表验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 矿热炉电极控制系统调试与运行 |
| 6.1 系统调试 |
| 6.2 电极控制系统运行情况 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
| 附录 B 电极控制系统电气图 |
| 附录 C 模糊控制程序 |
（7）电石炉的建模与控制（论文提纲范文）
| 1 电石炉的系统建模 |
| 1.1 极限学习机算法 |
| 1.2 数据的采集 |
| 1.3 模型的建立 |
| 1.4 预测结果分析 |
| 2 模糊迭代学习控制 |
| 2.1 模糊控制器结构 |
| 2.2 模糊控制规则 |
| 2.3 迭代学习控制 |
| 2.4 电石炉的模糊迭代学习控制 |
| 2.5 仿真结果分析 |
| 3 结束语 |
（8）LCL型APF的模型预测电流控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 谐波的产生与危害 |
| 1.1.2 谐波的标准 |
| 1.1.3 谐波抑制方法的研究现状 |
| 1.2 APF主电路拓扑的研究现状 |
| 1.2.1 按主电路结构分类 |
| 1.2.2 按接线方式分类 |
| 1.3 补偿电流控制方法的国内外研究现状 |
| 1.3.1 滞环控制 |
| 1.3.2 三角载波电流控制 |
| 1.3.3 比例积分控制 |
| 1.3.4 空间矢量控制 |
| 1.3.5 比例谐振控制 |
| 1.3.6 重复控制 |
| 1.3.7 模型预测控制 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 LCL型 APF的数学模型建立与参数设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LCL型 APF数学模型的建立 |
| 2.3 LCL型 APF主电路参数设计 |
| 2.3.1 APF容量的选取 |
| 2.3.2 直流侧母线电压及电容的选取 |
| 2.3.3 交流侧总电感的选取 |
| 2.4 LCL滤波器性能分析及参数选取 |
| 2.4.1 换流器侧电感占总电感比例和滤波性能的关系 |
| 2.4.2 滤波电容和滤波性能的关系 |
| 2.4.3 阻尼电阻和滤波性能的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 LCL型 APF模型预测控制成本函数的选取与视野的确定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LCL型 APF模型预测控制成本函数的选取 |
| 3.2.1 建立LCL型 APF预测模型 |
| 3.2.2 选取成本函数 |
| 3.3 直流侧母线电压控制 |
| 3.3.1 直流侧母线电压传递函数 |
| 3.3.2 直流侧电压PI控制 |
| 3.4 长视野模型预测电流控制 |
| 3.5 仿真分析 |
| 3.5.1 LCL型 APF模型预测控制仿真分析 |
| 3.5.2 直流侧电压PI控制仿真分析 |
| 3.5.3 长视野模型预测电流控制仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 模型预测控制的参考电流计算方法改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参考电流直接预测方法 |
| 4.3 有源阻尼谐振抑制 |
| 4.3.1 典型虚拟阻尼方法的对比分析 |
| 4.3.2 滤波电容并联虚拟阻尼模型预测 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 参考电流直接预测方法仿真分析 |
| 4.4.2 滤波电容并联虚拟阻尼策略仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多目标成本函数模型预测控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多目标成本函数的基本原理 |
| 5.3 运用多目标成本函数抑制LCL谐振 |
| 5.4 运用多目标成本函数降低开关频率 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.5.1 运用多目标成本函数抑制LCL谐振仿真分析 |
| 5.5.2 运用多目标成本函数降低开关频率仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（9）电弧炉的无功功率补偿与谐波抑制方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 课题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 电弧炉谐波的研究现状 |
| 1.2.2 无功补偿装置的发展 |
| 1.3 电弧炉对电能质量的影响 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 电弧炉模型的建立与仿真 |
| 2.1 电弧炉的工作原理 |
| 2.2 电弧炉的工作特性 |
| 2.3 电弧炉数学模型的建立 |
| 2.3.1 电压波动分析 |
| 2.3.2 交流电弧时变电阻模型 |
| 2.3.3 交流电弧时变电阻模型参数的估算 |
| 2.4 交流电弧时变电阻模型的仿真与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 TSC的无功补偿原理及控制 |
| 3.1 TSC的无功补偿原理及结构 |
| 3.1.1 TSC无功补偿原理 |
| 3.1.2 TSC主电路接线方式 |
| 3.2 电容器投切分组策略 |
| 3.2.1 无功补偿投切判据分析 |
| 3.2.2 电容器分组方式 |
| 3.3 基于模糊控制的TSC控制策略 |
| 3.3.1 确定系统控制量与被控量 |
| 3.3.2 模糊控制规则 |
| 3.3.3 隶属度函数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 APF的数学模型及控制 |
| 4.1 APF的电路结构及工作原理 |
| 4.2 APF数学模型的建立 |
| 4.3 APF的控制系统设计 |
| 4.3.1 基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q检测法 |
| 4.3.2 电流直接控制法 |
| 4.4 APF模糊PI控制器设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TSC+APF对电弧炉进行无功补偿与谐波抑制的仿真分析 |
| 5.1 TSC与APF综合系统结构及工作原理 |
| 5.2 TSC和APF的仿真结果与分析 |
| 5.2.1 TSC无功补偿仿真模型 |
| 5.2.2 APF谐波抑制仿真模型 |
| 5.3 TSC+APF对电弧炉进行无功补偿与谐波抑制的仿真与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）电弧炉炼钢成分预报现状与熔池搅拌对其影响（论文提纲范文）
| 1 炼钢过程成分预报技术 |
| 2 选择性氧化反应机理研究 |
| 3 数学算法在成分预报中应用研究 |
| 3.1 专家系统算法 |
| 3.2 模糊逻辑算法 |
| 3.3 人工神经网络算法 |
| 4 熔池搅拌对成分预报影响的探讨 |
| 4.1 电弧炉底吹搅拌 |
| 4.2 氧气射流 |
| 4.3 电磁流体 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论与展望 |
四、应用MATLAB设计炼钢电弧炉电极模糊控制器（论文参考文献）
- [1]三相统一电能质量调节器控制策略研究[D]. 岳佳威. 北京交通大学, 2020(03)
- [2]电弧炉电极调节器智能控制及远程监控[D]. 卫敏. 西安理工大学, 2020(01)
- [3]钢包精炼炉电极监控系统的设计[D]. 姚震宇. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [4]接有冲击性负荷的并网型微电网电能质量分析及治理研究[D]. 管伟翔. 南京师范大学, 2020(03)
- [5]典型冲击性负荷下电能质量混合补偿优化控制策略研究[D]. 杨阳. 江苏科技大学, 2020(03)
- [6]径向顶紧式把持器矿热炉电极控制系统的研究[D]. 魏令侯. 兰州理工大学, 2020(12)
- [7]电石炉的建模与控制[J]. 孙浩翔,黎英. 化工自动化及仪表, 2019(06)
- [8]LCL型APF的模型预测电流控制研究[D]. 高明伟. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]电弧炉的无功功率补偿与谐波抑制方法的研究[D]. 张安稷. 沈阳工业大学, 2018(01)
- [10]电弧炉炼钢成分预报现状与熔池搅拌对其影响[J]. 王柏惠,杨凌志,郭宇峰,董凯,王超,杨泽世. 中国冶金, 2017(12)