矿热炉是生产硅锰合金的核心设备,通过三相电极向炉内导入电流,产生电弧电阻热,使原料在一定温度下发生化学还原反应生成硅锰合金。矿热炉三相电极升降系统控制性能直接影响炉内温度和三相熔池功率的平衡程度,决定了硅锰合金的冶炼效率和质量。以某铁合金厂的大型密闭矿热炉自动化改造课题为研究背景,为实现硅锰合金生产过程优化,达到提高生产率,降低能耗的目标,构建了三相电极升降自动控制系统的硬件平台,并从矿热炉系统特性分析、系统建模和控制策略三个方面进行了研究。炉膛内部导电方式的多样性,炉内冶炼反应的复杂性以及电炉三相电流的相互耦合,决定矿热炉具有时变、强耦合、多变量非线性系统特性。根据矿热炉系统的特性,建立了一种以电极位置为输入变量、电极电流为输出变量的位置-电流模型,利用最小二乘参数辨识算法对矿热炉模型的参数进行辨识。该模型真实的反映了矿热炉位置与电流之间的函数映射关系,对研究控制策略有着重要的意义。针对矿热炉系统的特性,设计了一种神经元自适应PSD(比例、求和、微分)解耦控制算法,该控制算法较之传统的PID控制算法,具有以下特点：不依赖于对象的数学模型；结构简单,物理意义明确；具有在线学习的功能,能克服对象参数时变对控制系统的影响；学习时间短,参数收敛迅速,自适应能力强,有良好的解耦效果。仿真实验表明,该控制算法具有良好的动态特性,可大大改善电极升降系统的控制效果,提高生产效率。