直行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制研究.pdf

1、閥門廣泛應(yīng)用在石油化工、電力、冶金、城市供熱、輕紡、建筑等行業(yè)的管網(wǎng)系統(tǒng)控制中。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)和工業(yè)自動化進(jìn)程的加快，閥門產(chǎn)業(yè)在裝備制造業(yè)中的地位日益凸顯，這同時也給閥門產(chǎn)業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動閥門的重要組件，這對其響應(yīng)速度、控制精度、安全性等也提出了更高的要求。其中電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不斷應(yīng)用科技發(fā)展的成果，其出色的性能能夠滿足閥門控制的需求。然而高端市場的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多被國外巨頭壟斷，所以研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高水平電動執(zhí)

2、行機(jī)構(gòu)勢在必行?；谝陨纤伎?，本課題開展了直行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制研究。
　　首先，根據(jù)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具體的工況要求，完成了其控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計，開發(fā)出一套以LPC1768芯片為控制核心的控制器。在硬件上完成了鍵盤輸入、液晶顯示、串行通訊、數(shù)據(jù)存儲、信號采集、報警、伺服電機(jī)驅(qū)動等模塊電路的設(shè)計;在軟件中實現(xiàn)了電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)定、伺服控制、串口通訊等功能，其算法簡單易行，程序執(zhí)行速度快。
　　其次，根據(jù)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系

3、統(tǒng)遠(yuǎn)程操控的需求，基于RS-232串口通訊協(xié)議，應(yīng)用VB語言設(shè)計了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠與下位機(jī)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，能夠完成對控制系統(tǒng)的操控，建立數(shù)據(jù)庫并能夠?qū)?shù)據(jù)庫進(jìn)行更高級操作。
　　再次，提出了一種能夠快速準(zhǔn)確辨識交流異步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方法，旨在應(yīng)用于電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子轉(zhuǎn)矩保護(hù)系統(tǒng)。對所提出的轉(zhuǎn)矩辨識算法進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)，從交流異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型出發(fā)，經(jīng)由坐標(biāo)變換、轉(zhuǎn)子磁場定向、轉(zhuǎn)子磁鏈觀測，最后得出轉(zhuǎn)矩辨識算法。通

4、過在Matlab/Simulink中建立模型進(jìn)行了精確仿真，研究了系統(tǒng)在階躍負(fù)載下的轉(zhuǎn)矩的辨識結(jié)果，驗證了所提出的轉(zhuǎn)矩辨識算法優(yōu)越性。
　　最后，對電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，以系統(tǒng)各個部分的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出了電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)，并驗證了系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性。然后對電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了研究，在常規(guī)PID的基礎(chǔ)上，提出了基于“教與學(xué)”(TLBO)算法優(yōu)化的PID控制策略。通過MATLAB編程仿真，得出了執(zhí)行