阀门粘滞在线检测及粘滞补偿的KNOCKER方法改进研究-论文.pdf

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1、2014年第8期液压与气动41doi：10．11832／j．issn．1000—4858．2014．08．009阀门粘滞在线检测及粘滞补偿的KNOCKER方法改进研究朱亚平。夏春明，张亮，周侃恒(华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237)摘要：对阀门粘滞所引起的非线性故障进行检测和补偿方法研究。提出了一种基于OP．PV图上斜率变化，并通过设置适当阈值的方法来判断阀门是否存在粘滞故障。在基于KNOCKER补偿法的基础上，对控制输出叠加补偿信号的关键参数进行自调整改进，使控制回路得到有效补偿并使回路输出的限幅振荡现象基本消失。

2、仿真分析及实验案例结果均验证了阀门粘滞检测和改进补偿方法的有效性。关键词：阀门粘滞；非线性故障；粘滞检测；KNOCKER补偿；参数自调整中图分类号：TH137；TP273；TH134文献标志码：B文章编号：1000-4858(2014)08-0041-08KNOCKER—CompensationwithFloatingParametersforValveStictionZHUYa—ping，XIAChun—ming，ZHANGLiang，ZHOUKan—heng(SchoolofMechanicalEngineering，East

3、UniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237)Abstract：Thisstudyinvestigatesthedetectionandcompensationofnon—linearvalvefaultscausedbystiction，andproposesanapproachtodetecttheexistenceofvalvestictionaccordingtotheslopechangedetectiononOP-PVcurveswithproperthresholds

4、etting．BasedonthecommonKNOCKERsignalcompensationmethod，amethodtoself-adjusttheKNOCKERsignalparameterisintroducedtoachieveforstictioncompensationandtoeliminatecon—trollooplimit—cycleoscillationsimultaneously．Theresultsofsimulationtestandrealexperimentcasestudyshowthefe

5、asibilityoftheproposedmethodsonthedetectionandcompensationofvalvestiction．Keywords：valvestiction，nonlinearfault，faultdetection，KNOCKER—compensation，parameterself-adjusting引言针对阀门粘滞特性的建模分析，主要的研究成果阀门是当今工业生产中重要的零部件之一，在各包括：Srinivasan对粘滞故障和其造成的输出影响进个生产领域中都有广泛的应用。作为现代工业中具有行了

6、详细的分析和说明，给出了数学模型，并指出造成代表性的设备，阀门技术的进步和发展极大程度上影故障的原因主要是由静态摩擦力对阀杆的影响造成。响到了科技的进步和发展。在控制阀的发展历程中，Choudhury等人在此基础上根据故障阀门在运行中所其性能好坏与整个生产流程和控制过程密切相关。好表现出的输出特性而建立了SLIP．JUMP模型J。在的控制阀能提高生产过程和产品的质量、简化操作、降此基础上，KANO_4和GARCIAL5等人将阀门的粘滞模低能耗、节省原材料、提高安全性。相反，如果阀门中型进行了进一步的改进，改善了该模型在粘滞故障的存

7、在一些故障，则会严重地影响整个控制过程的性能研究中的实用性和普遍性。表现。调查结果显示，在所有的阀门故障中，由于非线性故障(如粘滞故障等)所引起的问题占到了30％以收稿日期：2013—12-26上⋯。为减少因阀门的非线性故障而造成的损失，对基金项目：国家自然科学基金(60974061)于阀门非线性故障的诊断和有效补偿已成为亟需解决作者简介：朱亚平(1989一)，男，上海人，硕士，主要从事阀门的研究问题之一。非线性故障和补偿方面的研究工作。42液压与气动2014年第8期在阀门粘滞模型研究基础上，关于粘滞故障的诊多缺陷，比如检测过程过

8、于繁琐，需要对阀门结构有较_tI盘rIo断和补偿研究也有了一些成果。Chitralekha和Mo—深入的了解，不断拆装阀门等。因此，近年来研究专家hammad分别根据添加未知输入及采用多回路频率提出了不少基于控制信号的检测方式，如使用最小二分析的方