隨著我國電石產量的增加,電石出爐過程中的勞動強度大,工作環境惡劣,隱患大等問題越來越凸顯,整個電石生產行業對電石的自動化,穩定化生產以及電石企業的減員增效有了更迫切的需求,因此,電石出爐機器人得到了越來越廣泛的應用.

到目前為止,電石出爐機器人能夠實現開眼,捅眼,清爐舌,堵眼等大部分的出爐操作的自動化,但均不能實現燒眼操作的自動化,嚴重阻礙了電石出爐過程的完全自動化.

針對這種現狀,本文以電石出爐機器人為基礎,研究面向電石出爐機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,電弧電導作為狀態變量建立了由微分方程描述的時域電弧模型.結合燒穿器電流的特點以及電流檢測的研究現狀,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確性的影響以及提出了相對應的抗干擾措施.

其次,通過對燒穿器系統的組成原理的分析,分別建立了燒穿器電路系統模型以及燒穿器位置伺服跟蹤系統模型,將兩者相聯立,建立了以控制系統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模型.為確定燒穿器系統模型中未知的模型參數,提出了基于實測數據對模型參數進行辨識的方法.再次,在建立燒穿器系統的基礎上,從自動燒眼對控制系統的要求出發,設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.