雙作用式開關(guān)閥控氣動(dòng)閥門定位器控制研究.pdf

1、本論文所研究的雙作用式開關(guān)閥控氣動(dòng)閥門定位器，是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵元部件之一。本定位器采用開關(guān)閥驅(qū)動(dòng)雙作用氣缸，具有造價(jià)低、抗污染力強(qiáng)、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但獲得滿意的定位精度和穩(wěn)定的過渡過程則較為困難。本論文即針對(duì)該種定位器的控制進(jìn)行研究，以獲得滿足性能指標(biāo)要求的定位精度和過渡過程。具體包括以下幾方面的內(nèi)容：
　　首先搭建雙作用式開關(guān)閥控氣動(dòng)閥門定位器系統(tǒng)的試驗(yàn)平臺(tái)，這其

2、中主要有位移傳感器電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換，研華PCL-818L數(shù)據(jù)采集卡的使用，開關(guān)閥驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，以及對(duì)采集信號(hào)的硬件濾波處理等。
　　其次利用機(jī)理建模方法，對(duì)雙作用式開關(guān)閥控氣動(dòng)閥門定位器系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，包括氣缸兩腔內(nèi)的壓力微分方程、開關(guān)閥的質(zhì)量流量方程和氣缸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，并依據(jù)上述方程分別建立氣缸兩腔內(nèi)壓力、開關(guān)閥質(zhì)量流量和氣缸運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的SIMULINK仿真模型。
　　再次對(duì)比了基于PID的PWM控制策略和

3、Bang-Bang狀態(tài)反饋控制策略。通過對(duì)比可知，基于PID的PWM控制策略，存在對(duì)系統(tǒng)摩擦力較為敏感，定位精度低和無法適應(yīng)長(zhǎng)管路等缺點(diǎn)，因此對(duì)于本系統(tǒng)是不適用的，而采用Bang-Bang狀態(tài)反饋控制策略可使本系統(tǒng)獲得滿意的控制效果，并進(jìn)一步定性分析了位移偏差區(qū)間劃分和活塞運(yùn)動(dòng)速度區(qū)間劃分對(duì)控制性能的影響，還定性分析了負(fù)載質(zhì)量、氣源壓力和系統(tǒng)摩擦力對(duì)控制性能的影響，為以后的此類應(yīng)用提供參考。
　　最后，在試驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)Bang-Ba