真空自耗电弧炉电极控制系统研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-9页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| ·课题研究背景 | 第9-10页 |
| ·国内外发展现状和存在的问题 | 第10-14页 |
| ·真空自耗电弧炉冶炼的发展历程 | 第10-11页 |
| ·真空自耗电弧炉模型及控制策略研究的发展历程 | 第11-12页 |
| ·存在的问题 | 第12-14页 |
| ·本文研究的主要内容 | 第14-15页 |
| 2 真空自耗电弧炉熔炼工艺及相关设备 | 第15-21页 |
| ·电弧的加热原理 | 第15页 |
| ·真空自耗电弧炉熔炼工艺 | 第15-16页 |
| ·准备阶段 | 第15-16页 |
| ·引弧期 | 第16页 |
| ·正常熔炼期 | 第16页 |
| ·热封顶期 | 第16页 |
| ·真空自耗电弧炉主要设备 | 第16-18页 |
| ·铜坩埚 | 第17页 |
| ·炉体 | 第17页 |
| ·炉顶X-Y 调节系统 | 第17页 |
| ·真空系统 | 第17页 |
| ·供电系统 | 第17页 |
| ·电极进给机构 | 第17-18页 |
| ·稳弧搅拌系统 | 第18页 |
| ·水冷系统 | 第18页 |
| ·电弧观察摄像系统 | 第18页 |
| ·控制过程 | 第18-19页 |
| ·本章小结 | 第19-21页 |
| 3 真空自耗电弧炉电极调节系统模型研究 | 第21-39页 |
| ·被控对象及其特性 | 第21-23页 |
| ·电弧的组成 | 第21-22页 |
| ·电弧的特性 | 第22-23页 |
| ·电弧对象的模型 | 第23-27页 |
| ·最小二乘法曲线拟合 | 第24-26页 |
| ·电弧炉电弧模型的描述 | 第26-27页 |
| ·调节器的特性及数学模型 | 第27-28页 |
| ·调节器的微分方程式 | 第27页 |
| ·PID 调节器的数学模型 | 第27-28页 |
| ·执行器的特性 | 第28-31页 |
| ·伺服系统的工作原理 | 第28-29页 |
| ·伺服系统的数学模型 | 第29页 |
| ·电源系统的工作原理 | 第29-30页 |
| ·电源系统的数学模型 | 第30-31页 |
| ·测量环节的特性及数学模型 | 第31-34页 |
| ·电弧电流、电压的检测 | 第31-32页 |
| ·电压、电流检测环节的传递函数 | 第32页 |
| ·熔速率的检测 | 第32-34页 |
| ·熔速率检测环节的传递函数 | 第34页 |
| ·真空自耗电弧炉电极控制系统模型 | 第34-38页 |
| ·本章小结 | 第38-39页 |
| 4 电弧炉电极熔炼过程的控制策略 | 第39-53页 |
| ·熔炼过程的主要控制参数与控制回路 | 第39-40页 |
| ·几种常用的PID 控制算法 | 第40-42页 |
| ·PID 控制器的基本算法 | 第40-41页 |
| ·改进的PID 控制算法 | 第41-42页 |
| ·增益补偿PID 控制器 | 第42-43页 |
| ·数据处理算法及程序实现 | 第43-52页 |
| ·数据的采样及处理 | 第43-44页 |
| ·电极重量的真空补偿 | 第44-45页 |
| ·熔速设定值的内插算法 | 第45页 |
| ·实际熔速的计算 | 第45-46页 |
| ·熔速的控制算法 | 第46-47页 |
| ·对象增益的在线识别 | 第47-50页 |
| ·热封顶过程的控制策略的实现 | 第50页 |
| ·控制策略的效果仿真 | 第50-52页 |
| ·本章小结 | 第52-53页 |
| 5 真空自耗电弧炉控制系统设计 | 第53-69页 |
| ·真空自耗电弧炉控制系统结构及选型 | 第53-56页 |
| ·控制系统组成结构 | 第53-54页 |
| ·真空自耗电弧炉控制系统I/O 点统计 | 第54页 |
| ·温度、真空度、压力传感器选型 | 第54-55页 |
| ·控制系统硬件配置及选型 | 第55页 |
| ·控制系统网络拓扑结构 | 第55-56页 |
| ·技术指标及控制系统功能 | 第56-59页 |
| ·基本参数 | 第56-58页 |
| ·控制系统功能 | 第58-59页 |
| ·下位机软件设计 | 第59-63页 |
| ·S7 400 系列PLC 概况 | 第59-60页 |
| ·S7 400 PLC 硬件组态 | 第60-61页 |
| ·PLC 程序结构 | 第61-63页 |
| ·上位机组态软件设计 | 第63-67页 |
| ·WinCC 监控组态软件 | 第63-64页 |
| ·上位机软件实现的功能 | 第64-67页 |
| ·现场调试 | 第67-68页 |
| ·现场存在的问题及控制算法的改进 | 第67-68页 |
| ·本章小结 | 第68-69页 |
| 6 总结与展望 | 第69-71页 |
| ·本文完成的工作 | 第69页 |
| ·继续研究展望 | 第69-71页 |
| 致谢 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-75页 |
| 附录 | 第75-77页 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第75页 |
| B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 | 第75-77页 |
