牛群峰，崔伯渊，王 莉

（河南工业大学 电气工程学院，郑州 450001）

矿热炉是生产铁合金的主要设备，通过矿热炉冶炼生产的合金占我国总铁合金产量的很大比例。矿热炉的电极升降系统是整个矿热炉冶炼控制的关键部分，利用电极与炉料间产生的高温电弧来融化金属和矿石，弧区温度一般可达到3000℃以上。矿热炉的电极调节系统的对象是弧长，但是不能通过合适的检测装置测得，因此只能通过改变电极的位置来调节弧长，从而控制电流的大小。所以设计电极控制系统实现快速调节电极位置、保持恒定的电弧长度、维持电压和电流比值的恒定，以减少电弧电流的波动，使输入功率稳定，保证矿热炉优质高产和安全运行具有重要意义[1]。

在工业控制过程中，PID控制是历史最悠久、生命力最强的控制方法，主要是因为它的控制方式具有直观、实现简单和鲁棒性好等优点。但是矿热炉系统是一个随机干扰十分严重的时变系统，它具有非线性、随机性、多变量、强耦合等特点[2]。目前我国多采用传统的PID控制作为矿热炉电极调节系统，但是对于这种具有强非线性及模型参数时变的控制对象，控制效果并不理想，甚至远远达不到控制的基本要求[3]。常规PID控制器无法在外界干扰时对系统参数进行优化，而且整个过程的调节时间很长，不仅耗时、耗力、耗能，又降低了产量。因此，采用模糊自适应PID控制电炉电极，这样可以利用模糊控制的鲁棒性和非线性控制的作用来应对电炉的时变和非线性特性。……