具体描述
内 容 简 介
本书系统地介绍了电弧炉炼钢过程的建模与智能优化控制方法，并针对具体
实例开发出相应控制方法的软件包。全书共分六章，内容包括：电弧炉炼钢过程建
模与控制的现状及存在的问题；电弧炉炼钢过程的建模与智能优化控制；电弧炉
电极调节系统的建模与优化控制；电弧炉炼钢过程终点预报；电弧炉炼钢过程建
模与智能优化控制软件；电弧炉炼钢过程计算机集散控制系统。
本书可作为高等工科院校自动控制、信息管理、计算机应用、钢铁冶金等专业
的研究生或高年级本科生的教学参考书，亦可供有关专业科研人员参考。
作者简介
目录信息
1概 论
1.1引言
1.2电弧炉控制发展概况
1.2.1超高功率电弧炉炼钢工艺简介
1.2.2炼钢过程自动化的基本功能
1.2.3电弧炉炼钢过程自动化的现状
1.3炼钢过程的检测技术
1.3.1钢水连续测温
1.3.2钢水成分的在线分析
1.3.3钢水液位高度测量
1.4电弧炉炼钢过程控制中存在的问题及解决措施
1.4.1配料过程中存在的问题及控制策略
1.4.2电极控制系统存在的问题及解决方法
1.4.3电弧炉炼钢过程的整体优化问题
2直流电弧炉炼钢过程建模与优化控制
2.1直流电弧炉控制系统分析
2.1.1电弧炉基本控制回路分析
2.1.2回路设定值的优化控制分析
2.2直流电弧炉冶炼过程模型
2.2.1冶金模型
2.2.2熔清成分计算模型
2.2.3吹氧量计算模型
2.2.4合金补加优化模型
2.3电工模型
2.3.1电弧功率与电损耗功率的计算
2.3.2电压、电流的设定方法
2.3.3电能需求量计算及分配模型
2.4热模型
2.4.1能量需求量计算模型
2.4.2能量损失计算模型
2.4.3能量供应计算模型
2.5优化设定技术
2.6神经网络预报模型与控制
2.6.1终点预报模型
2.6.2碳和温度的动态预报
2.7小结
3电弧炉电极调节系统的建模与控制
3.1交流电弧炉电极调节系统的建模与控制
3.1.1液压式电极调节系统的结构和工作原理
3.1.2液压式电极调节系统的数学模型
3.1.2.1电气部分建模
3.1.2.2传动系统的建模
3.1.3电极控制方案的确定
3.1.3.1电极控制策略的选择
3.1.3.2电极控制器的设计
3.1.4电极控制系统仿真结果
3.1.5小结
3.2电弧炉电极控制方法的研究
3.2.1电弧炉电极控制方法简介
3.2.1.1电弧炉电极控制方法概况
3.2.1.2交流炉和直流炉系统结构差别
3.2.2电极控制系统的数学模型
3.2.3直流电弧炉电极控制算法
3.2.4三相交流电弧炉电极的解耦控制
4终点预报方法
4.1终点预报的最小二乘法
4.2终点预报的神经网络法
4.3终点预报的类神经网络法
4.3.1基本理论及推导
4.3.2计算结构的分析
4.3.3类神经网络aiNet的性能分析
4.3.4类神经网络aiNet在终点预报中的应用
5电弧炉炼钢过程建模与优化控制软件的开发
5.1控制软件包开发背景及意义
5.2控制软件包的基本功能
5.2.1控制软件包预达到的目标
5.2.2控制软件包的基本功能
5.3控制软件包的结构
5.3.1硬件结构
5.3.2软件结构
5.4控制软件包运行环境的选择
5.4.1控制软件包运行环境的选择
5.4.2控制软件包开发工具的选择
5.5过程建模与优化控制软件的实现
5.5.1优化控制软件开发的基本思路
5.5.2优化设定与控制软件的实现
5.5.3神经网络预报模型与控制软件的实现
5.6用户界面的设计
5.6.1本系统用户界面的特点
5.6.2用户界面总体设计
5.6.3操作站用户界面设计
5.6.4管理站用户界面设计
5.7控制软件设计
5.7.1操作站软件设计
5.7.2管理站软件设计
5.8小结
6电弧炉炼钢过程计算机集散控制系统设计
6.1控制系统的设计思想与体系结构
6.1.1采用DCS的分析
6.1.2控制系统的总体设计
6.2电弧炉炼钢过程优化控制级的构成及功能
6.3上料控制系统设计
6.3.1主要原材料
6.3.2系统设计方案
6.3.3上料系统下位机的控制功能
6.3.4上料系统上位机管理及监控功能
6.4除尘控制系统设计
6.4.1电弧炉炼钢过程中的烟尘
6.4.2除尘工艺
6.4.3除尘系统下位机的控制功能
6.5直流电弧炉电极控制系统设计
6.5.1直流电弧炉电极控制系统设计
6.5.2直流电弧炉电极控制系统的数学模型
6.5.3直流电弧炉电极的智能复合控制
6.6辅助控制系统设计
6.6.1辅助系统介绍
6.6.2设计思想与控制方案
6.7控制软件包在实际控制系统中的实现
6.7.1控制软件包运行的硬件环境
6.7.2控制软件包在实际控制系统中的实现
6.8小结
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
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用户评价
**评价五** 这本书的行文风格带着一种沉稳而内敛的学究气，但绝不晦涩难懂。作者在阐述复杂的数学模型时，总能巧妙地穿插一些工程上的直观比喻，使得那些抽象的偏微分方程和状态空间描述变得可以触摸。例如，在讲解电弧等离子体的热场分布时，作者没有直接堆砌大量的波动方程，而是通过一个关于“能量在不同介质中的传递效率”的类比，瞬间点亮了读者的理解回路。这种注重读者体验的写作手法，极大地提升了阅读的流畅度。此外，书中引用的参考文献列表极为详尽和权威，涵盖了过去三十年内该领域的核心期刊论文，这对于任何需要进行文献综述的研究人员来说，都是一份宝贵的资源库。总的来说，这是一本既能满足资深专家对细节的苛求，又能引导新学者稳步上手的典范之作，其知识密度和学术严谨性毋庸置疑。
评分**评价三** 坦白说，我是一个对纯理论感到头疼的读者，但我对“控制论”在复杂工业系统中的应用抱有极大的热情。这本书最吸引我的地方，在于它成功架设起了一座坚实的桥梁，连接了高能耗、高热力学复杂性的冶金过程与现代化的信息技术和算法。作者对于“非线性系统辨识”的论述，非常到位，他没有回避电弧炉这种典型复杂系统的内在不确定性，反而利用卡尔曼滤波的变体来处理噪声和模型误差，这种务实的态度令人赞赏。书中关于“智能优化”的章节，提及了几种先进的群体智能算法在设定目标函数时的权重分配策略，这些策略考虑到了经济效益、能耗限制以及环保法规的相互制约，展现了跨学科融合的广阔视野。这种将决策科学与工程实践紧密结合的叙事方式，使得原本枯燥的数学推导焕发出了鲜活的生命力，让我看到了未来钢铁制造的崭新图景。
评分**评价二** 我最近在一家重要的钢铁研究机构工作，日常工作中经常需要面对高炉操作参数的实时调整和能耗的精细化管理。这本书的理论深度和实践指导性，让我感到非常惊喜。它不仅仅是停留在教科书式的概念描述，而是真正深入到了炼钢过程中那些瞬息万变的物理化学反应的本质。我特别欣赏作者在描述“熔池精炼”阶段时，对各种合金元素添加时机与效果的精确量化分析。这种基于第一性原理的建模方法，远比经验公式来得可靠和可预测。书中的案例分析部分，引用了几个国际上领先的钢厂的实际数据进行拟合验证，这些详实的“数据说话”让书中的所有论点都站得住脚。读完这部分内容后，我们团队立刻尝试应用书中提出的一种新的氧枪吹氧速率控制算法，效果立竿见影，炉内温度波动明显减小，产品纯净度也有了提升。对于渴望将理论转化为实际生产力的工程师而言，这本书无疑是一本不可多得的实战指南，其价值远超标价。
评分**评价一** 这本书的装帧设计非常讲究，封面采用了深邃的钴蓝色，搭配烫金的字体，散发着一种工业美学和技术深度兼具的质感。当我翻开内页时，首先映入眼帘的是清晰的排版和充足的留白，这对于阅读技术类书籍来说是极大的福音。纸张的触感也相当不错，厚实而不失韧性，即便是长时间翻阅，也不会感到视觉疲劳。从目录结构来看，编排逻辑严密，从基础理论的梳理，到复杂模型的构建，再到最后的优化策略，层层递进，显示出作者深厚的学术功底和严谨的治学态度。书中大量的图表和流程示意图，绘制得极为精细，那些复杂的工艺流程和参数关系图，用可视化的方式呈现出来，极大地降低了理解门槛。特别是那些关于材料科学与热力学基础的章节，讲解得深入浅出，即便是初涉此领域的读者，也能迅速抓住核心要点。整体来看，这本书在视觉传达和物理体验上，都达到了专业技术书籍的顶尖水准，让人爱不释手，很想立刻沉浸其中。
评分**评价四** 我是一名研究生，正在攻读冶金工程方向。选择这本书作为辅助教材，主要看重的是其对前沿研究方向的覆盖度。这本书的作者显然对近十年的行业发展动态有着深刻的洞察。书中详细探讨了当前业界热议的“数字化孪生”技术在模拟电弧炉动态过程中的应用潜力，并给出了构建高保真数字模型的初步框架。特别值得称赞的是，作者并未固步自封于传统的PID或先进的LQR控制，而是大胆引入了深度强化学习（DRL）在应对极端工况下的探索性应用。虽然这部分内容相对前沿，理论推导略显跳跃，需要读者具备一定的机器学习背景知识，但这恰恰说明了本书的与时俱进。它不仅是总结了已有的知识体系，更像是一份为未来研究指明方向的路线图，极大地激发了我进行更深入研究的兴趣和动力。
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