新型电动调节阀的驱动与控制系统.pdf

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1、2013年10月机床与液压Oct．2013第4l卷第19期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．003新型电动调节阀的驱动与控制系统王志，王勇，谢玉东(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：设计了以STC89C52RC单片机作为控制器核心的新型电动执行器，建立了驱动系统的数学模型，采用模糊参数自整定PID作为该驱动系统的控制策略，从而实现了对调节阀阀门开度的精确控制。MATLAB仿真结果表明

2、：与传统的PID控制器相比较，该控制器具有响应快、响应平稳的特点，改善了系统的动态特性。关键词：电动执行机构；位置控制；模糊PID；仿真中图分类号：TP173文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)19—012—3ControlandDrivingSystemofNewElectricRegulatingValveWANGZhi．WANGYong．XIEYudong(SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversity，JinanShandong

3、250061，China)Abstract：ANewelectricactuatorbasedonSTC89C52RCwasdesignedandthemodelofthedrivingsystemwasbuilt．Inthecontroller，astrategyoffuzzyPIDcontrolbasedONself-tuningparameterswasadoptedSOthattheopeningofthevalvecouldbeadjustedaccurately．TheMATLABsimul

4、ationresultsshowthatthedesignedcontrollerhasquickandsmoothresponseandthedynamicprope~yofthesystemisimprovedbycomparisonwithoriginalPIDcontroller．Keywords：Electricregulatingvalve；Positioncontrol；FuzzyPID；Simulation随着我国工业的迅速发展，电动调节阀在冶金、动，通过同步齿形带将动力传递到丝杠，丝杠

5、则与驱石油化工等领域的应用越来越广泛，而电动调节阀的动系统的输出轴相连接，从而带动阀杆移动来控制阀性能主要取决于其驱动系统。伴随着微电子技术、电门开度(输出轴与阀杆刚性连接)。在断电情况下，可力电子技术、微机控制技术等现代科学技术的发展，通过手动操作完成调节阀的开、关和调节功能。人们对电动调节阀的动态品质也有了越来越高的要求一为了在钢厂循环发电工程中，使调节阀获得更快、更稳定的控制效果，作者提出了适合于电动调节阀执行机构的参数模糊白整定PID控制方法，并将上图1控制信号传递框图述方法应用于执行机构的控制

6、系统，取代传统的PID控制器将系统的设定信号与反馈信号进行比较、控制方法。运算，进而控制电机的转动。控制器功能模块框图1驱动系统设计如图2所示，具有电机驱动模块和人机交互模块等。新型电动调节阀驱动系统采用步进电机作为其驱红外控制动电机，具有较好的启停和反转响应特性。传动机构故障报警采用同步齿形带与带轮啮合传动，不仅能保持准确的传动比而且能够吸收震动、降低噪声。控制器与常规RS2信3通阀控制器相比，增设有红外遥控模块和温度检测模块，璐门TC89C52RcHll毳块ll耄机HJl象构开可用于工业特殊场合。键

7、盘输入H度电动调节阀驱动系统由以下几部分组成：控制器、lLCD显示反馈信号电动机、传动机构、联接机构、限位机构、位移传感器以及手动装置，其控制信号传递框图如图1所示。图2控制器功能模块框图由上位机发出位置信号给控制器，控制器控制电机转从产品的开发周期和成本的角度来考虑，采用收稿日期：2012—09—12基金项目：国家863高技术研究发展计划项目(2008AA04Z130)；高等学校博士学科点专项科研基金(20110131110042)；山东省博士后创新项目(201103033)；山东大学自主创新基金资助

8、项目(2011GN045)；山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室开放课题基金(2011—3)作者简介：王志(1988～)，男，硕士研究生，研究方向为智能控制与检测。E—mail：sduwangzhi@163．corn。第19期王志等：新型电动调节阀的驱动与控制系统·13·STC89C52RC单片机作为控制器核心。它是一款高diadib一—+=。速、低功耗的单片机，其内部还有一个可编程控制的“看门狗”电路，非常适合于阀门控制等工业控制场I