基于DSP的電液調(diào)節(jié)閥動態(tài)特性研究.pdf

1、調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化領(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。科學(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)需求越來越大。而當前國內(nèi)高性能調(diào)節(jié)閥市場被國外占據(jù)大部分份額，為了打破壟斷，滿足工業(yè)發(fā)展需求，開發(fā)出擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的高性能調(diào)節(jié)閥迫在眉睫。在國家“863計劃”、高校博士學(xué)科點專項基金“大流量高頻響核電控制閥的多場耦合振動與泄漏自感知機理研究”的支持等的資助下，針對上述問題，本文進

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，開發(fā)了調(diào)節(jié)閥智能控制器。功能上實現(xiàn)了人機交互液晶顯示、數(shù)據(jù)采集處理、伺服電機驅(qū)動、溫濕度檢測等。硬件方面在Altium Designer軟件中完成硬件電路設(shè)計，軟件方面在CCS軟件中完成主程序以及部分子程序編譯、運行。并且針對于電磁干擾問題，在硬件軟件設(shè)計時，分別提出了一些具體改進措施。
　　其次，結(jié)合電子控制與液壓傳動技術(shù)，設(shè)計了一款直驅(qū)式

3、容積控制電液執(zhí)行機構(gòu)，對該機構(gòu)機械部分進行結(jié)構(gòu)計算設(shè)計以及相關(guān)元器件的匹配計算和選用，然后對整體的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的減振減噪提出優(yōu)化改進措施。最后結(jié)合控制器部分，搭建了簡易實驗平臺，運用該套執(zhí)行機構(gòu)對閥門開度進行模擬實驗，效果良好。
　　再次，基于所設(shè)計的執(zhí)行機構(gòu)各部分，對系統(tǒng)伺服電機、泵控缸以及閥門環(huán)節(jié)進行數(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)閥門開度、負載、流量間的關(guān)系。通過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，該策略運用PSO算法改進了基于專家經(jīng)驗的模糊控制規(guī)則表的部分點來更加適應(yīng)于該控制系統(tǒng);在Matlab的Simulink模塊中，在PID控制策略和改進模糊PID控制策略下進行仿真來研究系統(tǒng)的動靜態(tài)特性，仿真結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)PID控制，改進后的控制策略下，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)能力更強、超調(diào)量控制更好、波形追蹤性能更優(yōu)、抗干擾性能