电熔镁炉熔炼过程的建模

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文档主要内容

文档类型：硕士学位论文
适用人群：冶金自动化工程师、工业节能研究人员、电熔镁炉生产技术人员、过程控制领域学者

文档核心价值：
该论文针对电熔镁炉熔炼过程的高能耗、时变性、多变量强耦合等难题，提出了一套基于热传递计算与智能控制相结合的建模与节能方案。通过分析炉内物理化学变化和热传递原理，设计电流设定方法，并融合偏最小二乘（PLS）、迭代学习控制（ILC）与粒子群优化（PSO）算法，实现设定值跟踪与能耗优化。仿真结果验证了算法的有效性，为工业电熔镁炉的节能运行提供了理论依据与可参考的控制策略。

正文内容：

电熔镁炉是生产电熔镁砂的关键设备，广泛应用于冶金、航空航天等领域。其熔炼过程依赖炉料电阻和电极电弧加热，属于高能耗工艺，且具有时变、多变量、强耦合的特点。该论文以东北大学硕士学位论文《电熔镁炉熔炼过程的建模》为核心，系统研究了该过程的建模与节能控制方法。

论文首先分析了电熔镁炉在正常工况下的物理化学变化，深入探讨了物料批次间的热传递原理。基于热力学原理和现场实际条件，提出了一种通过热传递计算确定电流设定值的方法，该方法能够有效节约能源，并可获取具体的能耗数值。

在控制算法层面，论文将偏最小二乘（PLS）与迭代学习控制（ILC）相结合，并加入约束条件，利用粒子群优化（PSO）算法对设定值进行跟踪。仿真结果表明，该算法能够有效应对过程的非线性与耦合特性，实现节能目标。关键结论：所提出的PLS-ILC-PSO混合控制策略在电熔镁炉熔炼过程中具有显著节能效果，且算法稳定性与跟踪精度满足工业要求。

该论文为电熔镁炉的节能改造与智能控制提供了完整的建模思路与可复现的算法框架。读者可从中获取热传递计算模型、电流设定优化方法以及多算法融合的控制设计经验，适用于同类矿热炉的节能研究或工程实践。