在冶金行业中，大功率电弧炉是一种由特种三相交流变压器供电，通过三相上下移动的电极与金属炉料之间的电弧产生电流来加热炉内金属的重要设备。对于这样的炉温大滞后控制对象，国内外学者做了大量的研究工作，从简单的通断控制到PID控制，从现代控制理论出发的Smith预估控制器到方兴未艾的智能控制，把专家控制、模糊控制、神经网络控制等智能控制理论与经典的控制理论结合，形成了一系列的复合控制理论方法.但金属的冶炼是一个复杂的物理化学反应过程，冶炼过程千变万化，各种干扰因素很多，因此在目前的生产应用上，对电弧炉冶炼过程的控制装置大都还停留在模拟手动控制装置控制手段落后，冶炼过程完全依靠工人手动调节。
人工智能控制技术电极控制不稳，劳动强度大，并且由于工人的经验不同，冶炼的效果分散性很大；模拟调节器的参数设定后，在冶炼中不易修改，在冶炼的不同阶段，控制效果很难一致；系统容易振荡，增加电极的消耗，不能保证三相功率的平衡输入；冶炼过程的信息不能及时准确地记录，从而难以优化冶炼工艺和提高管理水平。
针对大功率电弧炉的生产过程具有大时滞、非线性、时变和干扰强，并且不宜建立准确的数学模型等特点，作者采用一种基于模糊理论的方法，对这种具有大时滞、非线性、强耦合的控制对象进行系统在线辨识，综合现场专家的经验知识，建立模糊规则模型，然后运用多目标优化决策的方法对大功率电弧炉进行优化控制。该控制方案能有效地克服纯滞后和参数变化对系统的影响，在韶关冶炼厂电热前床控制系统中取得了较好的控制效果。
1控制系统的结构在冶炼过程中，三相交流电弧炉的电力负载是不稳定、不对称的，特别是在熔化期，由于电弧燃烧不稳定，常常发生断弧、短路及料块移动现象，因而造成负载严重不对称；在电炉运行时，电极调节器调整不当或其它人为的原因也会造成电弧炉三相电流不对称，很难达到变压器三相平衡。
同时，由于电流负载端相当于三角形连接，则外部检测的信号（即被控制的三相线电流）相互耦合，若不采用解耦措施，只采用简单传统的控制方法，一次扰动要经过若干次调节才能使三相电流恢复到平衡点，这样调节过程加长，超调增大，电极升降传动机构频繁动作，缩短了传动机构的维修周期和使用寿命。
最理想的控制效果是：在只检测三相线电流而不增加任何其它检测量的前提下，当三相电流不平衡度超过允许偏差时，控制器通过一次解耦并行地给出三相电极的调节量，使其一次或少量次调节到位，避开频繁的调节过程且力求系统简单、稳定可靠，又不增加观测数据。
因此，大功率电弧炉控制系统主控制参数为炉温（T′），次控制参数为三相电流不平衡度（ΔI）和系统调节时间（t）。该控制系统采用多目标模糊优化决策理论进行温度、三相电流不平衡度和调节时间的控制。F（X）―满意的目标输出。
2系统多目标模糊优化决策控制2.1模糊模型辨识控制对象大功率电弧炉的输入e是三相电极的指令电流（I），输出u是电弧炉炉温（T）。根据其最大的变化范围确定输入e、输出u的相应论域空间E和U；在论域内分别定义参考模糊子集A和B集A和B在相应论域内均匀分布，其隶属函数均采用正态分布型。
式中，x为模糊子集A或B的模糊变量；μ（x）为模糊子集A或B的隶属函数；a分别为论域E和U上的均分点；W的取值使各相邻两个参考模糊子集的最大隶属度λ=0.3，且W取采样周期T=10s，记录三相电极指令电流I变化后，炉温T从一个稳态到另一个稳态的数据变化，同时记录炉温T的变化时间，计算输出从起始参考模糊子集变化到终止参考模糊子集所需采样周期数，由此得到一系列的输入输出数据对反映了炉温控制系统从初始稳态到终止稳态之间的输入响应。若一个数据对满足式（3）：多目标模糊优化决策在大功率电弧炉智能控制中的应用则认为输入数据e（kT）与A对偶，输出数据u（kT）与B对偶。对应于这样每一个从初始稳态到终止稳态的输入响应，得到如下一组模糊控制规则：式中，u和u分别为炉温变化的初态和终态；K为炉温从初态变化到终态的周期数。
所辨识的模糊规则与专家知识库结合，经过筛选、比较，最后得到炉温控制对象的模糊语言模型，其规则总共125条。
2.2多目标模糊优化决策在多目标系统中，各个目标都努力达到最优，但由于某一目标的变化可能会导致其它目标的反向变化，因此，系统多目标模糊优化决策就是寻找一个不使某一目标变劣而使其它目标更优的可行解或者满意解。其基本原理是：先求出各个单目标的约束最优值，再将各最优值模糊化，最后求能使各模糊最优值交集的隶属函数取最大值的解，即为多目标问题的优化解。
大功率电弧炉炉温控制系统的优化目标有：（1）电能的损耗；（2）三相电流之间的不平衡度；（3）电极达到平衡点的调节时间。
构建如下函数f（X）分别代表所优化的目标（1）、（2）和（3）：因此，大功率电弧炉炉温控制系统多目标模糊优化决策的数学模型为式（5）和式（6）中，M和M为相应参考模糊子集A和B的模为三相电极的指令电流；g（X，T′）=0为给定的电流温度曲线方程；C为模糊约束集。