智能阀门伺服定位系统的研究

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1、浙大大学硕士学位论文全文摘要随着计算机技术的迅速发展以及其在工业自动化生产过程中的广泛应用，基于微型计算机技术的新一代智能型阀门定位器开始取代普通阀门定位器，并成为目前工业生产中最常用的一种阀门控制器。气动技术以其特有的优势，在工业生产中得到了广泛的应用。现代化工业生产要求生产过程控制更可靠、准确、快速，这使得基于气动技术的阀门伺服定位系统的研究显得非常重要。本论文主要研究气动阀门伺服定位系统的控制策略，全文分为六个章节：第一章首先介绍了阀门定位器的原理、应用和发展过程。介绍并分析了传统的机械式气

2、动阀门定位器的原理及存在的缺陷和不足。介绍了智能阀门定位器的原理，分析了它的优势，以及发展趋势。最后提出了本论文的研究意义和研究内容。第二章本章介绍了阀门伺服定位系统的组成，设计和建立了本系统的实验研究平台，气动部分主要以高速开关阀控双作用气动执行器的气动比例／伺服位置控制系统为基础，控制器部分采用计算机控制系统。介绍了本研究平台所使用的元器件。第三章主要从机理分析方面探求系统的运动规律，在运用一些定理和定律的基础上，如能量守恒定律、质量守恒定律、牛顿第二运动定理等推导出系统被控对象的状态方程，并

3、将方程在气动执行器中点位置进行近似和线性化，从而获得一个描述系统被控对象的近似线性数学模型和系统的传递函数。第四章首先研究被控对象的特性，分析气源压力、负载、执行器缸径等参数对控制系统的影响。第二部分使用PID控制算法对系统进行控制，并提出开关阀响应时间滞后补偿的方法。第三部分设计估计系统状态变量的状态观测器，用极点配置法设计系统的状态反馈控制，并分析控制参数对控制性能的影响。第五章首先改进了阀门伺服定位系统气路，降低了系统成本，分析了改进后的系统控制性能，实验表明，新系统仍具有良好的控制性能。然

4、后分别研究了MHE2．M1H开关阀和压电式开关阀取代MHE2．MSlH后，系统的控制性能和控制策略。最后分析了系统在失电情况下，相应的保护功能的气路实现。第六章总结了全文的工作，并对进一步的研究做了展望。关键词：阀门定位器；气动伺服定位；控制策略研究；气动系统数学建模浙大大学硕士学位论文ABSTRACTAscomputertechnologydevelopsandhasbeenusedintheindustrialautomationmanufactureprocesswidely,thenewi

5、ntelligentvalvepositionerbasedoncomputertechnology,hasreplacedthecommonvalvepositionerandbecomepopularinthecurrentindustrialmanufacture．Pneumaticcontroltechniquehasbeenwidelyusedinmanufactureandbecomeanimportantmethodofautomationduetoitsuniqueadvantag

6、es．Modemproductlinerequiredtheprocesstobecontrolledmorereliably,exactlyandspeedily．Soitisimportantthatthevalveservopositionsystemisresearched．Thecontentofthisthesisincludessixsections：Chapter1firstdescribesthebackground，applicationanddevelopmentofthev

7、alvepositionerandanalyzesthedeficiencyoftheconlnlonpositioner．Thentheprincipleoftheintelligentpesitionerispresented,andtheadvantagesanddevelopingtrendsareanalyzed．Intheendthischapterpointsoutthesignificanceandmaincontentoftheresearchwork．Chapter2descr

8、ibestheconstructionofthevalveservopositionsystem．DesignandassembletheexperimentsystemusingallIndustrialPC，adataacquisitionandcontrolcard，apotentiometer,apneumaticActuator,aballvalve，fourhigh—speedswitchingvalveswhichcontrolledbyPWM(Pulse·Width