基于模糊天牛须PID的稀土电解温度浓度解耦控制

稀土电解过程中电解槽内温度是影响出料金属品质、电解能耗的关键条件,同时槽内氧化物浓度决定了出料金属的效率和电解过程的稳定性。但实际电解槽内化学反应多、过程复杂,电解槽温度、熔盐氧化物浓度两者存在非线性的耦合关系。电解槽模型具有高滞后、强耦合、时变系统的特点,单独以电解温度或氧化物浓度作为被控变量难以保证出料金属的品质。以6 kA氧化钕电解温度、氧化物浓度作为输入,阴极电流密度、氧化物下料率作为输出,对输出变量进行解耦补偿,实现多变量解耦控制,从而提高氧化钕电解的品质;通过模糊PID控制器引入专家知识库对温度、浓度实现有效控制,改善了以往稀土电解过程中控制变量单一效果不理想的难题;借助天牛须的寻优迭代能力优化模糊PID的初始参数。利用Simulink平台对模糊PID解耦控制器和常规PID控制器进行仿真对比实验,实验结果表明:模糊PID解耦控制系统较单一温度PID控制效果更好,超调量提高了6%,系统响应速度提高25%。