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（河北工业大学 电气学院，天津 300130）

电弧炉炼钢是靠电极和炉料间产生电弧，把电能在弧光中转化成热能，并借助辐射和电弧的直接作用把炉料融化。电弧炉在工作期间由于电网电压波动、炉料融化导致液面变化、炉内受热不均或有杂质导致液面波动等状况的影响，使得电弧的长度不稳定，从而导致输入电炉内的功率急剧变化，影响电炉的冶炼效率。而电极调节的作用正是通过调节电极的位置达到调节功率的目的。确定最优的电极调节控制方案对缩短融化时间，节省电能消耗，降低每吨钢的成本都有极其重要的作用。

1 模糊控制在电弧炉电极调节中的应用

电弧炉电极调节控制算法中采用的模糊控制算法为“二输入一输出”的二维模糊控制，恒阻抗控制策略。在控制系统中，从主电路采集到电压电流信号输入到PLC中，在PLC中完成偏差计算、模糊控制等计算，其控制原理图如图1所示。

图1 电极调节控制原理图Fig.1 Electrode control schematic diagram

1.1 偏差的计算

电弧炉电极调节系统采用恒阻抗调节策略，从主电路采集电压值和电流值，按照下式计算偏差：

式中：E（k）为阻抗的当前偏差；U′a，I′a为实测电压值和电流值；Ua，Ia为设定电压与电流值。

偏差的变化量ΔE（k）＝E（k）－E（k－1）。

1.2 确定模糊论域和量化因子

根据现场记录的数据，阻抗偏差E（k）的变化范围为［－200，200］。定义偏差E（k）的模糊论域为［－6，6］，量化因子K＝6／200＝0.03。

同理，阻抗偏差的变化量ΔE（k）的变化范围为［－120，120］，定义其模糊论域为［－6，6］，量化因子K＝6／120＝0.05。控制量U的输出实际范围为［－10，10］，定义控制量U的模糊论域为［－7，7］，量化因子K＝10／7。……