陈浩然，赵振宙

（河海大学能源与电气学院，江苏 南京 211100）

0 引言

电弧炉炼钢是世界上主要的炼钢方法之一［1］，其工艺以废钢、生铁及铁水为原料，以电能为主要能源，通过三相电极将电能输送至电弧炉内部以进行熔化［2］，具有流程短、污染少、投资小等优点，是现如今最常见的炼钢方法［3］。电弧炉炼钢工艺中，电极控制系统尤为重要［4］，但该系统为非线性、多耦合、结构参数不确定的复杂系统，传统的比例-积分-微分（Proportion Integral Differential，PID）控制方式难以满足其复杂工况，从而无法达到理想的控制效果［5］。为提高控制精度、缩短控制时间、增加电极控制系统稳定性［6］、降低炼钢成本，许多学者提出了一些新型控制模型，例如以模糊-PID 为基础的电极控制系统、以神经网络为基础的电极控制系统、基于伪微分反馈（Pseudo Derivative Feedback，PDF）的电极控制系统和基于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的电极控制系统，这在一定程度上改良了传统的控制方法，提高了控制的精度，增强了系统稳定性和抗干扰能力。

1 传统PID控制系统

PID 控制系统是根据比较被控对象的实时控制信息与给定值得到误差的比例、积分和微分进行控制的系统［7］。由于其具有原理简单、控制稳定、鲁棒性强等优点，PID控制被广泛地应用于生产生活的各个方面。目前，我国多数电弧炉电极控制系统采用传统PID控制方法。

对于一般线性非时变系统，传统PID 控制方式已具备较高控制精度，但由于电弧炉三相电极间存在复杂耦合关系，传统PID 控制方式效果较差。文献［8］指出，传统PID 控制方法局限于线性系统，且过分依赖于控制对象的模型参数，对于模型参数变化范围较大或者模型参数很难确定的系统，PID控制器难以满足控制要求。……