基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能定位器PI參數(shù)整定.pdf

1、流程工業(yè)生產(chǎn)過程中，調(diào)節(jié)閥是整個工藝控制系統(tǒng)的終端執(zhí)行部件，它的性能好壞將直接影響工藝流程工況的平順性、產(chǎn)品的質(zhì)量、和生產(chǎn)的安全。閥門定位器作為調(diào)節(jié)閥的附件，極大地改善了調(diào)節(jié)閥的適用性和控制性能，已成為調(diào)節(jié)閥的標(biāo)配而且是調(diào)節(jié)閥這個子系統(tǒng)的“大腦”。智能閥門定位器已經(jīng)在市場上得到廣泛應(yīng)用，但主流仍是進口產(chǎn)品，國內(nèi)研發(fā)的尤其是核心的定位控制算法所表現(xiàn)出來的產(chǎn)品動靜態(tài)性能方面有較大的持續(xù)改進空間。
　　本文屬于應(yīng)用研究，針對包含力矩馬達(dá)

2、I/P轉(zhuǎn)換單元、氣動放大器、PI控制器的智能電氣閥門定位器，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PI定位控制算法參數(shù)整定方法。由于不同規(guī)格和規(guī)格的調(diào)節(jié)閥，其結(jié)構(gòu)與參數(shù)不同，其動態(tài)特性不同，智能定位器應(yīng)用時需要在線自動整定控制算法參數(shù)，然而要在線測定其動態(tài)參數(shù)卻是不易的。本文提出的方法在線自動整定便利，通過仿真研究和實體閥大量試驗測試，驗證了其控制性能的有效性和對不同調(diào)節(jié)閥適用性。
　　首先，在本實驗室已建立完善的控制閥機理模型CVM（含氣動薄

3、膜執(zhí)行機構(gòu)、直通單座調(diào)節(jié)閥、智能定位器三大模塊）基礎(chǔ)上，通過改變控制閥參數(shù)，比如執(zhí)行機構(gòu)膜片面積、執(zhí)行機構(gòu)彈簧剛度、調(diào)節(jié)閥行程等來建立不同的仿真調(diào)節(jié)閥，對仿真調(diào)節(jié)閥做開環(huán)階躍實驗，提取有關(guān)的開環(huán)特征參數(shù)，基于Z-N整定公式人工尋找該仿真調(diào)節(jié)閥控制性能最優(yōu)的PI參數(shù)，由此獲得大量的數(shù)據(jù)樣本。
　　其次，針對采集的數(shù)據(jù)樣本進行預(yù)處理。通過相關(guān)分析，去除開環(huán)特性參數(shù)中關(guān)聯(lián)性較強的其中數(shù)據(jù)，確保剩余的開環(huán)特性參數(shù)之間無關(guān)聯(lián)或關(guān)聯(lián)較弱。將經(jīng)