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电弧炉炼钢是主要的工业炼钢方式,由于电弧炉是具有三相强耦合、高度非线性和不确定性的复杂被控对象,同时目前对电弧炉的控制要求越来越严格,本文提出了几种自适应模糊控制的方法,并应用于电弧炉电极调节系统中。 本文介绍了电弧炉炼钢的基本原理、自适应模糊控制的产生和研究现状,推导了电弧炉电极调节系统的数学模型。首先,利用模糊逻辑系统逼近状态反馈控制律,得到直接自适应模糊控制律;然后,利用模糊逻辑系统逼近被控对象的不确定项,得到间接自适应模糊控制律。通过加入状态观测器实现了状态重构,分别设计出基于状态观测器的直接自适应模糊控制器和基于状态观测器的间接自适应模糊控制器,同时加入鲁棒补偿项来抵消模糊逼近误差和抑制外界扰动。通过李亚普诺夫函数推导了模糊规则参数的自适应律,有效地解决了系统的不确定性,保证了系统的稳定性。接着,通过递推法设计反步控制量,给出详细的设计过程。用模糊逻辑系统逼近反步控制量中的不确定项,设计出自适应模糊控制律。通过李亚普诺夫函数推导了参数的自适应律,实现了参数的在线自调整,有效地解决了系统的不确定性。 利用MATLAB对电弧炉电极调节系统进行仿真研究,并对文中提出的几种算法进行比较分析,从仿真结果可以看出这几种方法都能够有效地抑制弧长的扰动,从而使电弧炉电极调节系统具有较好的性能指标。