直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制研究.pdf

1、閥門(mén)廣泛應(yīng)用在石油化工、電力、冶金、城市供熱、輕紡、建筑等行業(yè)的管網(wǎng)系統(tǒng)控制中。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)和工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的加快，閥門(mén)產(chǎn)業(yè)在裝備制造業(yè)中的地位日益凸顯，這同時(shí)也給閥門(mén)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)閥門(mén)的重要組件，這對(duì)其響應(yīng)速度、控制精度、安全性等也提出了更高的要求。其中電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不斷應(yīng)用科技發(fā)展的成果，其出色的性能能夠滿足閥門(mén)控制的需求。然而高端市場(chǎng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多被國(guó)外巨頭壟斷，所以研發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高水平電動(dòng)執(zhí)

2、行機(jī)構(gòu)勢(shì)在必行?；谝陨纤伎迹菊n題開(kāi)展了直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制研究。
　　首先，根據(jù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具體的工況要求，完成了其控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出一套以LPC1768芯片為控制核心的控制器。在硬件上完成了鍵盤(pán)輸入、液晶顯示、串行通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信號(hào)采集、報(bào)警、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等模塊電路的設(shè)計(jì);在軟件中實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)定、伺服控制、串口通訊等功能，其算法簡(jiǎn)單易行，程序執(zhí)行速度快。
　　其次，根據(jù)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系

3、統(tǒng)遠(yuǎn)程操控的需求，基于RS-232串口通訊協(xié)議，應(yīng)用VB語(yǔ)言設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠與下位機(jī)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，能夠完成對(duì)控制系統(tǒng)的操控，建立數(shù)據(jù)庫(kù)并能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更高級(jí)操作。
　　再次，提出了一種能夠快速準(zhǔn)確辨識(shí)交流異步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方法，旨在應(yīng)用于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子轉(zhuǎn)矩保護(hù)系統(tǒng)。對(duì)所提出的轉(zhuǎn)矩辨識(shí)算法進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)，從交流異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型出發(fā)，經(jīng)由坐標(biāo)變換、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向、轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)，最后得出轉(zhuǎn)矩辨識(shí)算法。通

4、過(guò)在Matlab/Simulink中建立模型進(jìn)行了精確仿真，研究了系統(tǒng)在階躍負(fù)載下的轉(zhuǎn)矩的辨識(shí)結(jié)果，驗(yàn)證了所提出的轉(zhuǎn)矩辨識(shí)算法優(yōu)越性。
　　最后，對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，以系統(tǒng)各個(gè)部分的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)，并驗(yàn)證了系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性。然后對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了研究，在常規(guī)PID的基礎(chǔ)上，提出了基于“教與學(xué)”(TLBO)算法優(yōu)化的PID控制策略。通過(guò)MATLAB編程仿真，得出了執(zhí)行