多输入多输出 Hammerstein-Wiener 模型在交流电弧炉电极系统中的应用

"多输入多输出 Hammerstein-Wiener 交流电弧炉电极系统模型" 在电弧炉的电极控制系统中，模型的准确性和复杂性对于优化操作和提高生产效率至关重要。传统的电极系统建模通常采用单输入单输出(SISO)的 Hammerstein-Wiener (H-W) 模型，这种方法虽然简洁，但在处理多变量交互影响的复杂交流电弧炉系统时，其预测精度可能会受到限制。Hammerstein-Wiener 模型是由一个静态非线性块和一个线性动态块组成的，它能够有效地描述非线性与线性过程的组合。 本研究论文提出了一种新的多输入多输出(MIMO) Hammerstein-Wiener 模型来描述交流电弧炉的电极系统。MIMO 模型考虑了电极系统的多变量特性，更准确地反映了实际系统中的耦合效应，因此可以提供更高的预测精度。此外，该模型的结构与实际电极系统的结构相匹配，确保了模型的物理意义和适用性。 在模型参数的识别过程中，由于多输入多输出的静态非线性块可能存在不可逆情况，论文提出了可分非线性最小二乘算法。这种算法能够在保持计算效率的同时，解决非线性部分的参数估计问题，提高了模型的识别精度。 实验结果表明，采用 MIMO H-W 模型的电极系统相比于传统的 SISO H-W 模型，具有更高的预测精度，这对于电弧炉的控制策略优化和运行稳定性有着显著的提升。这不仅有助于减少能源消耗，还能改善电极的使用寿命，降低生产成本。 关键词：建模；Hammerstein-Wiener模型；交流电弧炉；电极系统；参数辨识 这篇研究论文属于“研究论文”类别，得到了国家自然科学基金和吉林省科技发展计划的支持，发表于2017年4月的《仪器仪表学报》第38卷第4期。文章的作者来自东北大学信息科学与工程学院和北华大学电气信息工程学院，他们通过创新的建模方法和参数辨识技术，为交流电弧炉电极系统的控制提供了更为精确的理论基础。