基于DSP的電液調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的重要控制元件，主要應(yīng)用于石油化工、電站、冶金、造船、核工業(yè)、航空航天等行業(yè)的管網(wǎng)系統(tǒng)控制中?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得高性能的調(diào)節(jié)閥的工業(yè)需求越來(lái)越大。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)高性能調(diào)節(jié)閥市場(chǎng)被國(guó)外占據(jù)大部分份額，為了打破壟斷，滿足工業(yè)發(fā)展需求，開(kāi)發(fā)出擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能調(diào)節(jié)閥迫在眉睫。在國(guó)家“863計(jì)劃”、高校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)基金“大流量高頻響核電控制閥的多場(chǎng)耦合振動(dòng)與泄漏自感知機(jī)理研究”的支持等的資助下，針對(duì)上述問(wèn)題，本文進(jìn)

2、行了如下的研究工作:
　　首先，以DSP為核心控制技術(shù)，基于智能控制系統(tǒng)的功能要求，開(kāi)發(fā)了調(diào)節(jié)閥智能控制器。功能上實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互液晶顯示、數(shù)據(jù)采集處理、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、溫濕度檢測(cè)等。硬件方面在Altium Designer軟件中完成硬件電路設(shè)計(jì)，軟件方面在CCS軟件中完成主程序以及部分子程序編譯、運(yùn)行。并且針對(duì)于電磁干擾問(wèn)題，在硬件軟件設(shè)計(jì)時(shí)，分別提出了一些具體改進(jìn)措施。
　　其次，結(jié)合電子控制與液壓傳動(dòng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款直驅(qū)式

3、容積控制電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)該機(jī)構(gòu)機(jī)械部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)以及相關(guān)元器件的匹配計(jì)算和選用，然后對(duì)整體的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的減振減噪提出優(yōu)化改進(jìn)措施。最后結(jié)合控制器部分，搭建了簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用該套執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，效果良好。
　　再次，基于所設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部分，對(duì)系統(tǒng)伺服電機(jī)、泵控缸以及閥門(mén)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，并推導(dǎo)出系統(tǒng)傳遞函數(shù)，建立系統(tǒng)閥門(mén)開(kāi)度、負(fù)載、流量間的關(guān)系。通過(guò)Matlab中系統(tǒng)穩(wěn)定性的Bode圖判據(jù)，得出系統(tǒng)穩(wěn)

4、定性良好，穩(wěn)定裕度較大。
　　最后，結(jié)合模糊控制與PID控制的控制策略，提出了一種優(yōu)化后的模糊PID控制策略，該策略運(yùn)用PSO算法改進(jìn)了基于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的模糊控制規(guī)則表的部分點(diǎn)來(lái)更加適應(yīng)于該控制系統(tǒng);在Matlab的Simulink模塊中，在PID控制策略和改進(jìn)模糊PID控制策略下進(jìn)行仿真來(lái)研究系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性，仿真結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)PID控制，改進(jìn)后的控制策略下，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)能力更強(qiáng)、超調(diào)量控制更好、波形追蹤性能更優(yōu)、抗干擾性能