氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的摩擦補(bǔ)償分析和診斷.pdf

1、在現(xiàn)代過(guò)程工業(yè)中，自動(dòng)化水平迅速提高，并取得了顯著的成果。自動(dòng)化程度的提高體現(xiàn)在控制器和控制回路數(shù)量的增加。一個(gè)工廠可能有幾百個(gè)乃至上千個(gè)控制回路，控制回路性能的診斷和監(jiān)測(cè)對(duì)生產(chǎn)安全高效進(jìn)行意義重大。
　　控制回路性能的優(yōu)劣對(duì)于是否能保證產(chǎn)品的高產(chǎn)低耗是至關(guān)重要的。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是大多數(shù)過(guò)程控制回路中的典型執(zhí)行器。它是控制回路中唯一的活動(dòng)部分，它是控制決策的執(zhí)行者。即使控制器設(shè)計(jì)得合理，如果控制閥發(fā)生故障，必將導(dǎo)致控制回路性能下降。<

2、br>　　由控制閥引起的被控變量的震蕩是導(dǎo)致控制回路性能下降的主要原因?？刂苹芈费谏w了控制回路性能的真實(shí)性，故障閥的存在導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降、次品率下降、能耗增加、降低生產(chǎn)能力、工廠的利潤(rùn)減少。因此對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的故障檢測(cè)是非常必要的。
　　本文以氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥為研究對(duì)象，研究由閥摩擦引起的非線性對(duì)控制回路性能的影響以及基于信號(hào)處理的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的故障診斷方法，對(duì)主要的非線性因素—摩擦進(jìn)行檢測(cè)、量化和在線補(bǔ)償?shù)难芯俊?br>　　首先，對(duì)控制回

3、路的性能進(jìn)行診斷。使用非高斯指數(shù)（NGI）和非線性指數(shù)(NLI)，檢測(cè)信號(hào)的非高斯性和非線性，診斷導(dǎo)致控制回路性能差的原因。
　　其次，建立閥的摩擦的雙參數(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型。這個(gè)模型可以對(duì)閥的各種復(fù)雜摩擦現(xiàn)象進(jìn)行仿真，通過(guò)在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)狀態(tài)下的仿真，證明該模型的有效性。
　　最后，用橢圓擬合法結(jié)合PV-OP圖來(lái)判斷摩擦是否存在，再用可分離的最小二乘法及全局搜索算法來(lái)估計(jì)閥的摩擦。同時(shí)研究閥的摩擦的補(bǔ)償方法，通過(guò)對(duì)摩擦進(jìn)行在線補(bǔ)償，