电弧炉负载数学模型是研究和设计电弧炉控制的前提和基础。本文针对目前电弧炉负载数学模型存在的适用范围有限、特性不连续等缺点，在建立了分别适合大、小电流区域运行特性的数学模型的基础上，引入状态连续转换因子，将分别适合大、小电流区域运行特性的数学模型有机结合为一个整体，建立了适合全范围的数学模型，解决了目前数学模型存在的问题。并且应用一些实际运行数据与曲线，验证了数学模型的正确性，对直流电弧炉的研究与设计具有一定的应用参考意义。 在此基础上，应用MATLAB软件对电弧炉的电极与电流调节控制系统进行了仿真。通过对PID、模糊、单神经元等控制策略的分析比较，将单神经元增益与权值的自适应调节、抗积分饱和等控制策略相结合，改进了单神经元控制器算法，可以有效抑制扰动，减少断弧、短路等现象的发生，使系统的控制效果和鲁棒性都得到增强，对电弧炉控制系统的设计也具有一定的应用参考价值。