·564· 北京科技大学学报 1995年No.6 由于电极调节系统存在死区，并要求开关转换点必 须准确，因此不采用电极位移量，而是利用电弧电流I ⊙X 与孤长关系在线测取L。·若取一相电极等值电路如图3 R 所示.其中U,为相电压，X为感抗(2.806m2),R为电 阻(1.584m2,U为弧压，1.弧流，则有：U=(U,+4RY 电极 +(化X).而弧压与弧长关系为：U。=BL。+x.其中x 为阴极和阳极压降和(V),阝为电弧系数，即弧柱电压梯度 (V/mm). 图3电极等值电路 由此有： L。=(1/LU-(4X]2-,R-x} (10) 由(10)式知，实测弧长L。可以通过采集弧流1计算出来并考虑了电弧系数的影响. (10)式中x与电极材料有关.本系统研究是碳石墨碱性炉，选取x=9V.阝值与冶炼过程有 关.氧化期和还原期B变化不大.氧化期B选为3.71Vmm,还原期选取为1.I5Vmm.在熔化期 B变化很大，设熔化末期温度已达到最高点，从熔化初期到末期需1h,B呈指数下降，则这段时 间内B的减小率接近于1.85×10-T,(T,为采样周期取40s,则B修正公式为：B= 12×(1-1.85×10k,其中k为熔化初期开始采样累加数. (2)开关转换点L的确定 由(5)式有：H(L,VH)=L'+a2aw=0. 其中aw取电极最大制动减速为420mms2,V为电极最大升降速度，值为2.5mmin,则有： L'=V/2aw=2.07mm. 若考虑系统时延（接近一个采样周期）则： L=L'+VgT,=2.07+l.67=3.74mm (11) (3)软件设计中一些参数值设定问题 K,为制动计数值，本系统取K,=2;△为系统允许的弧长偏移量，取△=0.5；控制器最 大允许输出电压UM就是交流力矩电机最大允许速度，电极升降最大允许加速度为aM· 综上所述，可以利用上列各式及一些设置的参数就可以作Bang-Bang控制子程序供 系统调用. 2.2模糊控制 模糊控制采用一般设计方法制作模糊控制表， 当采集到偏差e,计算偏差变化率e,则有： E=INT[e.(6/E)]+sgn(e) E=INT[e·(6/Ew】+sgn(e) (12) 其中（一EM,EM)为偏差变化范围极限值，而（一EM,EM)为偏变化率变化范围极 限值.由于控制量U分13级即-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1,2,3.4,5,6，而控制量变化范围 只允许为[-2.5,2.5]，所以取量化因子q=2.5/6=0.42,则：北 京 科 技 大 学 学 报 卯 年 。 阳耳人呷吐加 甘电 由于 电极调 节 系 统存在 死 区 ， 并 要 求 开 关 转 换 点 必 须准确 ， 因此 不 采 用 电极 位 移 量 ， 而 是 利 用 电 弧 电 流 几 与弧长关 系在 线测 取 。 若 取 一相 电极等值 电路如图 所示 其 中 ， 为相 电压 ， 戈 为感 抗 。 ， 为 电 阻 ‘ ， 认 为弧压 ， 弧流 ， 则有 二 认 几 几 而 弧压 与弧 长 关系 为 叭 一 刀 。 · 其 中 为阴极 和 阳极 压 降和 阳 ， 刀为 电弧系数 ， 即弧柱 电压梯度 由此有 图 电极 等值 电路 刀 一 戈 ，月 一 几 一 由 式 知 ， 实 测 弧 长 。 可 以 通 过 采 集 弧 流 几 计 算 出来 并 考 虑 了 电 弧 系 数 的 影 响 式 中 与电极材 料 有 关 本 系 统研 究 是 碳 石 墨 碱 性 炉 ， 选 取 刀值 与 冶 炼 过 程 有 关 氧化期 和 还 原期 刀变化 不大 氧化期 刀选 为 ， 还 原期 选取为 巧 在熔化期 刀变化很大 ， 设 熔 化末 期温 度 已 达到最高点 ， 从熔化初期到末期 需 ， 刀呈指数下降 ， 则这段 时 间 内刀 的 减 小 率 接 近 于 一 爪 为 采 样 周 期 取 石 ， 则 刀 修 正 公 式 为 刀二 一 一 ， 其 中 为熔 化初期 开始采样累加数 开 关转 换点 的确定 由 式 有 ‘ ， 珠 二 ‘ 嵘 其 中 。 取 电极最 大 制动减速 为 性 ， 价为电极最大升降速度 ， 值为 八 ， 则 有 ’ 嵘 若 考 虑 系 统 时延 接 近一个 采样周期 则 ’ 价双 软件 设计 中一些参数值设 定 问题 、 为制 动计数值 ， 本 系统取 ， △为 系 统允 许 的 弧 长 偏 移 量 ， 取 △ 二 控 制 器最 大 允许输 出电压 、 就 是交 流力矩 电机最大允许速度 ， 电极 升 降最大允许加速度 为 ‘ 综上 所 述 ， 可 以 利 用 上列各式 及 一 些 设 置 的 参数 就 可 以 作 一 控 制 子 程 序 供 系 统调 用 模糊控制 模 糊 控 制 采用 一般设计方 法制作模糊控制表 当采集 到偏 差 仑， 计算偏 差 变化率 二 ， 则有 【 · 、 云一 附 二 · 云 十 二 其 中 一 、 ， 、 为 偏 差 变 化 范 围极 限值 ， 而 一 ， 为 偏 变 化 率 变 化 范 围 极 限 值 由于 控 制 量 分 级 即 一 ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 ， ， ， ， ， ， ， ， 而 控 制 量 变 化 范 围 只 允 许 为 一 ， ， 所 以 取 量 化 因 子 ， 则