氣動智能閥門定位器設計與實現(xiàn).pdf

1、氣動調節(jié)閥由于其結構簡單、操作方便、使用可靠、易于維護和防火防爆等優(yōu)點，在石油、化工、紡織、冶金、制藥等大型過程控制領域具有廣泛的應用。氣動智能閥門定位器是氣動調節(jié)閥的專用控制部件，可以改善閥門特性、提高控制的精度、速度和增加控制的靈活性。
　　隨著工業(yè)應用對流量控制精度要求的不斷提高，對氣動智能閥門定位器的性能相應提出了更高的要求。氣動執(zhí)行器具有非線性、時變性和滯后性等控制特性，而且多應用于工業(yè)的復雜干擾環(huán)境中，這使得氣動智能閥

2、門定位器采用傳統(tǒng)的PID控制算法很難達到更高的性能要求。
　　為了提高氣動智能閥門定位器的控制性能，早日實現(xiàn)智能閥門定位器的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，論文以國家發(fā)展和改革委員會信息產(chǎn)業(yè)技術進步和產(chǎn)業(yè)升級專項的資助（發(fā)改辦高技[2004]1196號）為應用背景，針對氣動執(zhí)行器的非線性特性，研究了氣動智能閥門定位器的總體方案、軟硬件實現(xiàn)及控制方案，本文主要做了以下工作:
　　1、論文以氣動執(zhí)行機構為研究對象，分析了其控制特性，建立了其數(shù)學

3、模型，在此基礎上提出了以超低功耗單片機MSP430芯片為核心控制器，基于工業(yè)現(xiàn)場4～20mA電流環(huán)信號和HART協(xié)議總線信號的智能閥門定位器總體控制方案和關鍵電路模塊實現(xiàn)原理;
　　2、針對氣動執(zhí)行器的純滯后、非線性時變特性，結合I/P轉換器的特性分析，提出一種新型非線性自適應PID控制算法，該算法采用非線性增益及積分、微分常數(shù)自適應，實驗表明該算法簡單，對多種閥門全行程內適應性較強，滿足工業(yè)生產(chǎn)需要;
　　3、基于工業(yè)現(xiàn)場