电弧冶炼炉的模糊控制系统

　　a fuzzy control system for electric furances  电弧冶炼炉其功率一般都在数千千伏安以上，大多采用异步电机通过卷扬机来带动电极上下移动，实现恒定电流控制。

　　在电弧炉用于生产电石的计算机控制系统中，系统受随机干扰十分严重，主要有：(1)冶炼受潮原料而引起喷料，使得炉子在极短的时间内负荷突然减轻；(2)电动机皮带打滑；(3)电动机制动闸打滑；(4)电极倒位；(5)电网波动引起炉子负荷波动；(6)由原料质量引起的炉况变化，使本来稳定运行的系统突然振荡起来。

　　此外电极的烧蚀也引起负荷下降。这些扰动因素除(4)、(5)以外，其他参数都无法自动检测出来，对象运行状况的描述是模糊状态(fuzzy)。而这些扰动的影响却很严重，一旦出现，若不及时处理会造成电网跳闸、炉体烧坏等不良后果。这是随机扰动十分严重且具有非线性开关性质的控制系统。由于客观条件的限制无法准确地测出其描述函数，故不能建立它的精确数学模型。因此，用传统控制方法很难取得满意的效果。

　　根据人们实践经验总结出的一套控制规则编制在计算机控制的算法程序中，即应用模糊集理论，把这些规则写成一串模糊条件语句，构成一个模糊算法的仿人工控制系统(见图12—9)。

图12—9  模糊控制系统原理框图

　　图中e为采样信号，用　　E＝{-6，-5…-1，0，1……5，6}代表其A0～A6个模糊状态；

　　Ec为偏差变化率，用

　　Ec＝{-6，-5…-1，0，1…5，6}代表B6～B6个模糊状态；

　　C为输出量

　　C＝{-7，-6，…-1，0，1，…6，7}代表C0～C7个模糊状态。

　　系统是三输入、单输出的逻辑判断形式可用IF语句判断：

LF A and B then C，D

图12—9中虚线所框部分是自组织环节，是一种以聚类分析(对事物按一定要求进行分类的数学方法)作为前馈环节的系统。只是模糊关系方阵。控制策略C是个模糊输出量，在具体执行时通过加权判决转为精确量C*。

　　正确选择K₁、K₂、K₃，确定开关控制死区的大小是决定系统运行精度和稳定性的根本因素。

　　　　　　　　　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社，1995年11月出版）