بهینه‌سازی هوشمند انرژی و کنترل تطبیقی کوره‌های قوس الکتریکی در صنعت فولاد با استفاده از دوقلوی دیجیتال و شبکه‌های عصبی

نویسندگان

1 مربی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22034/abmir.2025.23151.1128
چکیده

در این پژوهش، یک چارچوب نوین برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و کنترل تطبیقی عملکرد کوره‌های قوس الکتریکی در صنعت فولاد ارائه‌شده است که بر پایه تلفیق دوقلوی دیجیتال و شبکه‌های عصبی تطبیقی طراحی گردیده است. هدف اصلی، کاهش مصرف انرژی، افزایش پایداری فرآیند و ارتقاء دقت کنترل در شرایط عملیاتی متغیر است. بدین منظور، ابتدا یک مدل دوقلوی دیجیتال از فرآیند ذوب فولاد توسعه‌یافته و به‌صورت برخط به‌روزرسانی شده است. سپس، از شبکه‌های عصبی تطبیقی برای تخمین غیرخطی دینامیک فرآیند و طراحی کنترل‌کننده بهره گرفته شد. پیاده‌سازی سیستم در محیط MATLAB/Simulink انجام شد و عملکرد آن در سناریوهای عملیاتی گوناگون ارزیابی گردید. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی موجب کاهش متوسط ۷/۸ درصدی مصرف انرژی، بهبود 3/24 درصدی در پاسخ گذرا و افزایش 12/14 درصدی دقت ردیابی توان نسبت به کنترل‌کننده‌های کلاسیک شده است. این دستاوردها حاکی از اثربخشی روش ارائه‌شده در بهبود بهره‌وری انرژی و پایداری فرآیندهای حرارتی در صنعت فولاد است و می‌تواند به‌عنوان الگویی برای پیاده‌سازی سیستم‌های هوشمند مشابه در سایر فرآیندهای صنعتی در نظر گرفته شود.