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硅碳棒加热炉的升温特性分析

  文中介绍了高温熔体粘度测试仪的组成和测试原理,分析了硅碳棒加热炉的升温特性。提出了一种电流+温度的双闭环控制器:内环控制器能有效地克服了硅碳棒随温度升高带来的电阻千扰;外环采用阂值控制和自适应模糊PID控制相结合的复合控制,通过自调整PID参数瞬态输出值,实现无静差控制。仿真研究证明,该控制算法比单回路模糊控制相比具有更优的动态性能和香棒性。
  粘度是冶金熔体的重要的物理化学性质之一,它关系到冶炼、铸坯等过程能否顺利进行。许多冶金过程都要求熔渣粘度在一个适宜的范围内。在本文研制的粘度测试仪中,硅化钥加热炉
的温度控制是整个系统中的重点和难点,这是由硅碳棒加热炉的性质决定的。一方面加热元件硅碳棒电阻温度系数很大,而且承受大电流冲击时会发生断裂,所以控制时一定要在低温段进行过流保护,同时也要避免电流大范围波动;另一方面硅碳棒加热炉是典型的大滞后、大惯性、特性参数随温度变化的被控对象,难于用数学模型精确表达。
  针对硅碳棒炉的特点,为了提高加热速度和提高温度控制性能,文中设计了一种电流+温度的双闭环模糊控制器。电流环为控制内环,主要作用是克服硅碳棒炉因电阻变化而带来的系统干扰,恒定加热电流,确保输出电流以最大的功率安全地给系统加热。外环为温度控制环,采用阑值控制和自适应模糊控制相结合的复合控制,克服滞后和等参数时变等因素带来的影响。温度控制器由于增加了电流内环,对进人副回路的电阻或电源扰动有很强的克服能力,提高了升温速度,改善系统的动态特性。www.sdzygw.com 

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