基于直接轉矩控制的電動執(zhí)行機構設計.pdf

1、在石油化工等工業(yè)過程控制領域，越來越多的采用電動執(zhí)行機構系統(tǒng)。新一代電動執(zhí)行機構對于閥門速度調節(jié)，閥門開度調節(jié)以及遠程控制方案的實現(xiàn)更為重視。上述功能的有無和性能的高低，直接關系到工業(yè)過程控制系統(tǒng)中管道中流體或氣體的流量和壓力等問題。如不能有效控制管道中流量和壓力等參數(shù)，可能會導致嚴重的生產事故。工業(yè)過程控制中使用的傳統(tǒng)電動執(zhí)行機構存在如系統(tǒng)可靠性低，泛用型差，性能不高等問題，已經無法滿足上述控制的要求。因此，本課題擬實現(xiàn)一種具有高性能

2、的電動執(zhí)行機構。
　　本文主要研究電動執(zhí)行機構中閥門電機的位置控制方法和速度控制方法，以及電動執(zhí)行機構遠程控制方法。主要包含以下幾個方面：
　　第一，利用直接轉矩控制原理，結合異步電機模型和逆變器模型，通過設計定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)對定子磁鏈的估算。采用對閥門電機定子磁鏈和電磁轉矩分別進行滯環(huán)控制的方法，調節(jié)電動執(zhí)行機構中閥門電機速度，實現(xiàn)速度控制。
　　第二，采用結合 PID控制理論與神經網(wǎng)絡的位置控制算法，使用位置傳

3、感器，實現(xiàn) PID參數(shù)自學習、自適應的電動執(zhí)行機構位置閉環(huán)。通過系統(tǒng)自整定PID參數(shù)，使電機適應負載變化，精確控制閥門位置。
　　第三，依據(jù)Modbus總線協(xié)議，為電動執(zhí)行機構加裝總線模塊。通過設計總線模塊的軟硬件系統(tǒng)，建立多電動執(zhí)行機構總線控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對電動執(zhí)行機構的遠程控制。
　　第四，采用Microchip公司dsPIC30F4011芯片和PIC24FJ256GA106芯片為核心構建系統(tǒng)硬件控制電路，實現(xiàn)基于直接