電動調(diào)節(jié)閥動態(tài)特性與控制研究.pdf

1、調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化過程控制中重要的執(zhí)行單元儀表，隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，調(diào)節(jié)閥的控制精度要求越來越高，市場需求量也越來越大，其中所需的高性能調(diào)節(jié)閥所占的比例越來越高，為了滿足國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的需要，同時也為了打破國外在這方面對我國的壟斷，我們需要開發(fā)出具有獨立自主知識產(chǎn)權的高性能調(diào)節(jié)閥。而調(diào)節(jié)閥的性能主要取決于配套的執(zhí)行機構，電動執(zhí)行機構作為其中的一種，由于驅(qū)動能源方便獲得、體積小等特點得到廣泛應用，本文結合電動調(diào)節(jié)閥的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢

2、，以提高響應速度、保證控制精度為目標，開展了新型電動調(diào)節(jié)閥動態(tài)特性和控制系統(tǒng)的研究。
　　 首先闡述了電動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構的工作原理，在現(xiàn)階段國內(nèi)外產(chǎn)品的基礎上，自主設計了一款電動執(zhí)行機構，根據(jù)具體工況要求完成了執(zhí)行電機等主要零部件的選型及驅(qū)動系統(tǒng)設計，該系統(tǒng)設有手動機構，能夠在電源故障時手動調(diào)節(jié)閥門，此外該執(zhí)行機構還設計有行程限位以及力矩保護等安全保護機構，以確保生產(chǎn)安全進行。
　　 其次，根據(jù)執(zhí)行器生產(chǎn)過程中的功能要求

3、和生產(chǎn)特點，開發(fā)了一套以51單片機為核心的調(diào)節(jié)閥控制器，該控制器實現(xiàn)了鍵盤輸入、數(shù)據(jù)采集、液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲、紅外控制、溫度檢測、危險報警等功能。控制器各個部分的硬件電路圖均在Protel軟件中繪制完成，軟件部分在Keil uVision4中實現(xiàn)了主程序及各子程序的編程。
　　 再次，根據(jù)電動執(zhí)行機構的工作原理，建立了所設計的調(diào)節(jié)閥驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型，并研究了調(diào)節(jié)閥門負載與壓力之間的關系，推導出了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，最后在MAT

4、LAB中通過繪制系統(tǒng)Bode圖對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析，分析結果表明，系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定裕度。
　　 最后，將模糊控制與PID控制相結合設計了一種增量式模糊PID控制器，提出了一種基于改進遺傳算法的智能優(yōu)化控制策略，基于以往人們從經(jīng)驗和實驗中歸納獲得的模糊規(guī)則表，通過在MATLAB中編程來模擬仿真模型運行的方法，利用遺傳算法和已建立的數(shù)學模型在模糊規(guī)則表中各個點的附近空間進行搜索，最終得到一組優(yōu)化了的模糊控制規(guī)則;隨后在Matla