隨著我國電石產(chǎn)量的增加,電石出爐過程中的勞動強(qiáng)度大,工作環(huán)境惡劣,隱患大等問題越來越凸顯,整個電石生產(chǎn)行業(yè)對電石的自動化,穩(wěn)定化生產(chǎn)以及電石企業(yè)的減員增效有了更迫切的需求,因此,電石出爐機(jī)器人得到了越來越廣泛的應(yīng)用.

到目前為止,電石出爐機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)開眼,捅眼,清爐舌,堵眼等大部分的出爐操作的自動化,但均不能實(shí)現(xiàn)燒眼操作的自動化,嚴(yán)重阻礙了電石出爐過程的完全自動化.

針對這種現(xiàn)狀,本文以電石出爐機(jī)器人為基礎(chǔ),研究面向電石出爐機(jī)器人的自動燒眼控制方法.首先,研究交流電弧的物理特性,將燒穿器電弧等效為一個時變電阻,基于能量守恒定律以及電弧的物理特性,以電弧弧長作為輸入量,電弧電流作為輸出量,電弧電導(dǎo)作為狀態(tài)變量建立了由微分方程描述的時域電弧模型.結(jié)合燒穿器電流的特點(diǎn)以及電流檢測的研究現(xiàn)狀,選擇羅氏線圈作為燒穿器電流檢測器件,并分析了各干擾因素對羅氏線圈的準(zhǔn)確性的影響以及提出了相對應(yīng)的抗干擾措施.

其次,通過對燒穿器系統(tǒng)的組成原理的分析,分別建立了燒穿器電路系統(tǒng)模型以及燒穿器位置伺服跟蹤系統(tǒng)模型,將兩者相聯(lián)立,建立了以控制系統(tǒng)的控制器的輸出信號為輸入,電弧電流為輸出的燒穿器系統(tǒng)模型.為確定燒穿器系統(tǒng)模型中未知的模型參數(shù),提出了基于實(shí)測數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進(jìn)行辨識的方法.再次,在建立燒穿器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,從自動燒眼對控制系統(tǒng)的要求出發(fā),設(shè)計了自動燒眼控制方法的控制策略,并通過理論分析計算得到使燒穿器電弧功率較大的電弧電流.