曾朝晖，桂卫华，陈晓方，*，谢永芳，张红亮，孙玉波

a S chool of Automation, Central S outh University, Changsha 410083, China

b Key Laboratory of Intelligent Computing &Information Processing, Ministry of Education, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China

c S chool of Metallurgy and Environment, Central S outh University, Changsha 410083, China

1.引言

槽电压是广泛用于铝电解槽控制系统的可在线连续测量信号。由槽电压解析得到的滤波电压、平滑电压、斜率、针摆和针振是铝电解槽控制系统进行氧化铝浓度控制[1-3]、槽温控制[4]、槽稳定性控制和槽况分析[5-7]必不可少的参数。虽然槽电压是结构简单的时序数据，但包含了丰富的不同频率的槽况信息。这些信息包括：氧化铝浓度等状态信息[8-11]；机械动作或人工操作等产生的外界干扰；铝液波动（metal pad rolling,MPR）、系列电流波动（current oscillations,CO）、阳极气体排放、阳极故障等引起的槽噪声[10-12]。这些不同频率的信息叠加在一起，最终表现为波动形式复杂的槽电压。对应于氧化铝浓度的槽电压低频分量用于计算斜率[2,13-14]；与铝液运动相关的槽电压低频噪声用于计算针摆；与阳极问题相关的槽电压高频噪声用于计算针振[15-16]。槽电压频域分段是设计用于分离与这些状态信息、槽噪声和外界干扰等对应信号分量的数字滤波器通带的依据[17]。因此，合适的槽电压频域分段是设计准确获取在线槽况信息数字滤波器的基础，有利于得到更加准确的多种在线参数，能为槽况分析和控制决策提供可靠在线依据。

文献[1,18]依据经验和现场试验给出了滤波算法，滤波器通带的确定随意性较大，影响了以上各参数的准确性。从频域出发的相关研究工作较少，文献[10-11]采用快速傅里叶变换分别研究了160 kA、350 kA 中间点式下料预焙槽的正常化槽电压的频谱，得到与氧化铝浓度、铝液波动和系列电流波动相关的频域分段。……