執(zhí)行器電—?dú)舛ㄎ幌到y(tǒng)建模研究.pdf

1、執(zhí)行器是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中必備的、重要的終端執(zhí)行元件，在流程工業(yè)中起著重要的作用。執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展深刻地影響著生產(chǎn)的質(zhì)量、效率、安全和環(huán)保。氣動(dòng)技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。氣動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，除了需要材料與加工工藝、機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能化與網(wǎng)絡(luò)化等純技術(shù)層面水平的提升外，更重要的是需要執(zhí)行器氣動(dòng)定位系統(tǒng)建模這方面應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究。執(zhí)行器氣動(dòng)定位系統(tǒng)的建模研究，是獲得像FISHER、SIEMENS等公司的高性能技術(shù)

2、指標(biāo)、高可靠性、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的執(zhí)行器產(chǎn)品技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。數(shù)學(xué)模型是對(duì)象特性的抽象描述，是對(duì)象特性的直接反映。模型的建立，為智能閥門定位器控制算法設(shè)計(jì)、控制閥優(yōu)化設(shè)計(jì)、執(zhí)行器故障診斷奠定了基礎(chǔ)。
　　 首先，在分析了一種新型力矩馬達(dá)工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)該新型力矩馬達(dá)分別進(jìn)行了磁路分析和電路分析，然后建立了該新型力矩馬達(dá)的動(dòng)態(tài)方程；結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)的知識(shí)和定律，建立了噴嘴固定節(jié)流孔和噴嘴口處的氣體重量流量方程，然后，在做了一定的假設(shè)和近

3、似，建立了帶負(fù)載腔的噴嘴—擋板機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)方程；從利于分析和研究問題出發(fā)，根據(jù)研究對(duì)象的實(shí)際情況做了一定的假設(shè)，結(jié)合熱力學(xué)、流體力學(xué)基本知識(shí)和定律，建立了氣動(dòng)繼動(dòng)器動(dòng)態(tài)特性方程。
　　 其次，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程分成兩個(gè)部分來研究，通過對(duì)薄膜氣室和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理的分析，結(jié)合熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，建立了薄膜氣室熱力學(xué)方程和執(zhí)行機(jī)構(gòu)力平衡方程。
　　 最后，搭建了測(cè)量力矩馬達(dá)可動(dòng)鐵片位移的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過最小

4、二乘一次完成算法辨識(shí)了模型中的未知參數(shù)，進(jìn)行了仿真模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比；闡述所建幾部分模型中未知參數(shù)的得到方法。
　　 本文在研究液壓與氣動(dòng)方面文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，一方面在研究電—?dú)忾y門定位器(包括力矩馬達(dá)、噴嘴—擋板閥和氣動(dòng)繼動(dòng)器)工作原理的基礎(chǔ)上，分別建立了定位器各部分的模型；另一方面在分析了執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立了薄膜氣室的熱力學(xué)方程和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力平衡方程；最后搭建了測(cè)量力矩馬達(dá)位移的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，辨識(shí)了力矩馬達(dá)模型中的