Модальний регулятор привода переміщення електрода дугової сталеплавильної печі

Abstract

В роботі розглянуто питання керування дугової сталеплавильної печі. Розрахунки проводяться на основі лінеаризованої математичної моделі системи печі. Складено матричну форму представленої моделі в змінних стану. Порівняння результатів матричних обчислень з біноміальним розподілом Ньютона дозволило розробити структуру керуючого модального регулятора. Проведено порівняне моделювання дій систем дугової сталеплавильної печі, що керуються класичним та модальним регуляторами. Порівняння показало, що використання розробленого модального регулятора дозволяє мінімізувати величину перерегулювання та тривалість перехідного процесу при випадкових зрушеннях режиму плавки.

In this article the questions of management of the arc-furnace (EAF) are considered. The aim is to construction of automatic furnace regulator. The basis for constructing such a regulator is the mathematical model of the control object – EAF. Experience shows that the use of classical automatic regulators does not provide sufficient quality control of the EAF modes. It is proposed to use a modal regulator. The procedure for calculating the parameters of a modal regulator for a particleboard system is given. The basis for the calculation is a linearized mathematical model of the EAF system. Basic calculations are performed using standard software. Based on the linearized model of the chipboard, a matrix form of the model is constructed in the state of the variables. Using the matrix calculations we obtain the characteristic equation of a closed system of EAF. Comparing the obtained expression with the standard binomial distribution of Newton we calculate the coefficients of the modal regulator for EAF. In steady state, the current of the arc should be equal to the given value, and all increments of variables should be equal to zero. From these conditions we calculate the last coefficient of the modal controller from the system of equations, which is represented in the matrix form. The proposed procedure for calculating the modal regulator for EAF system is relatively simple. It does not require significant computational resources, even in the case of such a complex control object as the EAF. A comparative modeling of the control system of the EAF with the synthesized modal and classical regulators was carried out. The simulation results indicate a shorter duration of transients and a low level of overregulation of the drive for moving the electrodes of the chipboard. The use of the developed modal regulator should provide an opportunity for better control of the main processes of chipboard. In addition, such a control system avoids the share of emergency situations that occur when the charge is melting.