电气转换器转换单元结构优化设计及控制研究

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1、摘要摘要电一气转换器是一种完成由电信号到气信号转换的装置，是许多自动化过程控制系统中不可或缺的关键设备。压电式电气转换器是对薄膜式电气转换器的改进，它利用喷嘴一挡板机构的转换原理，采用压电陶瓷复合圆盘作为挡板微动执行机构，突破了电一气转换装置机械结构的传统模式，结构简单，易于控制。本文主要完成了两个方面的工作：一是研究了压电结构电气转换装置气路参数优化设计，二是阐述了转换器的智能控制系统的软硬件设计过程。其中，压电结构电气转换装置气路参数优化设计是本文的重点部分。以压电双晶片为执行器，设计了一种压电新结构电／气转换装置，论文介绍了该转换装置的结构和工作原理，分析了气路主要影响参数并

2、建立了正交试验表，利用FLUENT软件对整个气路进行参数优化，得到喷嘴挡板间隙背压的特征曲线，确定了气路最佳结构参数组合，实验证明设计参数合理，转换装置具有良好的线性区间，为新一代压电结构电／气转换器的研制打下基础。研制了压电式电一气转换器智能控制系统，该系统以超低功耗的微处理器MSP430F149为核心，由软硬件共同实现控制任务，采用模拟、数字闭环控制方式，使用软件滤波、插值查表等技术，具有控制、诊断和保护智能化的特点，大大提高了控制精度与系统可靠性。通过对转换装置的静态测试和整机现场运行，结果表明，压电式电一气转换器结构设计合理，控制系统性能可靠．关键词：压电；电一气转换器；智

3、能控制；MSP430F149；FLUENT人连交通人学T学硕十学何论文AbstractElectro．pneumaticconverterisakindofequipmentthatconvertselectricsignaltopneumaticsigjlal，andistheessentialkeydeviceinmanyautomaticprocesscontrolsystem·Piezoelectricelectro．pneumaticconverterisallimprovementofthemembraneelectro-pneumaticconverter．Itmak

4、esuseoftheconvertingprincipleofnozzle-flapperstructure，adoptsthepiezoelectricceramiccompositeplateaStheactuator．Thesemakeitmakesabreakthroughinthetraditionalmode．It’SsimplestructuredandeaSytocontr01．Thisthesismainlycompletedtwoparts：ThefirstisParameteroptimizationofthePiezoelectricityelectric．

5、pneumaticconveteraircourse．thesecondisthehardwareandsoftwaredesignoftheconverter’Sintelligencecontrolsystem．AsactuatorWASthepiezoelectricbimorphs，electric-pneumatictransferdevicewithnewpiezoelectricstructurewasdesigned．Thepaperintroducedthestructureandtheprincipleofthetransferdevice，analysised

6、thekeyparameterandbuiltorthogonalexperimentaldesignform．BaseOiltheFLUENT,theParameteroptimizationtothewholeaircoursewascarriedon．Thecharacteristiccurvefortheflappergaptothebackpressurewasdrawn．ThekeyparameterofthenazzleWaSdefinited．TheexperimentprovedthattheparameterWaSreasonable．1inearityWasf

7、ine．Emulationlaidthestonefor雠developmentofelectric．pneumatictransducervalveandelectric-pneumaticpositionervalvewithnewpiezo-electricstructure．Theintelligentcontrolsystemoftheelectro-pneumaticconverterisdeveloped．Thesuperlowdissipationmi