1、硅錳鐵合金埋弧爐將高壓電能通過供電系統(tǒng)轉換為熔池電弧熱能和爐料電阻熱能，以滿足鐵合金熔煉需要的熱量。供電系統(tǒng)由電爐變壓器、短網(wǎng)、三相電極、熔池電弧和爐料電阻等組成。由于電弧與爐料電阻呈現(xiàn)非線性和時變性，三相電極位置調整、電極消耗和負載耦合引起電弧和爐料電阻變化，使供電系統(tǒng)模型具有非線性、時變性、強耦合和不確定性的特點，導致供電系統(tǒng)精確建模非常困難。
　　 論文首先建立了硅錳鐵合金埋弧爐供電系統(tǒng)主回路計算模型，分析了不同電極控制策

2、略下電爐的不對稱負載特性和三相熔池有功功率不平衡的原因，提出了基于電源中心點和熔池中心點的三相電極有功功率在線估計算法。然后，通過對鐵合金埋弧爐熔煉工藝機理的分析，研究了基于最小二乘支持向量機的工藝指標預測方法，并以12500KVA硅錳鐵合金埋弧爐為對象進行了實驗驗證。論文主要研究工作及創(chuàng)新性成果如下:
　　 (1)針對埋弧爐三相負載不對稱、采用恒電流控制策略無法保證三相電極有功功率平衡的問題，提出了基于電極電流比的三相電極有功

3、功率平衡控制策略。首先通過對硅錳鐵合金埋弧爐供電系統(tǒng)主回路參數(shù)計算，建立了硅錳鐵合金埋弧爐供電系統(tǒng)等效電路模型，采用牛頓法求解非線性方程組得到了埋弧爐等效電路參數(shù)，通過調節(jié)電極電流比實現(xiàn)了三相電極有功功率平衡控制。實驗結果表明，該方法保證三相電極功率平衡精度達到±3％以內。
　　 (2)針對埋弧爐三相電極有功功率不可測、難以實現(xiàn)三相熔池有功功率平衡的問題，提出了基于電源中心點和熔池中心點的三相電極功率在線估計方法。通過人造電源中

4、心點，實現(xiàn)了電爐變壓器高壓側各相電壓、電流和相有功功率的在線測量。通過人造熔池中心點，實現(xiàn)了變壓器低壓側三相熔池電壓的在線測量，并基于能量守恒原理建立了硅錳鐵合金埋弧爐電極有功功率機理模型?？紤]到建模過程中各種假設引起的估計誤差較大，采用改進BP神經網(wǎng)絡對機理模型的誤差進行在線修正。仿真結果表明，基于改進BP神經網(wǎng)絡修正的電極功率機理模型相對誤差為±5.71％，具有較高的精度。
　　 (3)針對硅錳鐵合金埋弧爐熔煉環(huán)境惡劣、合金

5、成分難以實時檢測的問題，提出了基于自適應遞推最小二乘支持向量機的硅錳合金成分預測方法，建立了硅錳合金成分預測模型，采用增長記憶遞推算法、限定記憶遞推算法和縮減記憶遞推算法對模型進行在線訓練，以最小化LSSVM目標損失函數(shù)為準則自適應調整預測模型的輸出，動態(tài)調整模型的結構和參數(shù)，提高了模型的訓練速度和預測精度。仿真結果表明該預測方法是有效的。
　　 (4)針對硅錳鐵合金埋弧爐熔煉過程中爐渣成分檢測滯后大、難以根據(jù)冶煉工況優(yōu)化操作參

6、數(shù)的問題，提出了基于最小二乘支持向量機的爐渣成分預測方法。首先基于物料平衡原理建立了理想工況和特定化學反應條件下硅錳鐵合金爐渣成分機理模型，反映了爐渣成分的變化規(guī)律。由于機理建模是對熔煉工況進行了一定簡化和假設，模型預測精度不能完全滿足工業(yè)現(xiàn)場對爐渣成分的檢測要求。然后，基于數(shù)據(jù)驅動的思想建立了約簡最小二乘支持向量機爐渣成分預測模型和核主元分析與最小二乘支持向量機相結合的爐渣堿度預測模型。約簡最小二乘支持向量機合金成分預測模型通過施密特