氣動調(diào)節(jié)閥粘滯特性的建模與參數(shù)辨識.pdf

1、氣動調(diào)節(jié)閥安裝在工業(yè)現(xiàn)場，由于常年和生產(chǎn)介質(zhì)接觸，且工作在高溫高壓、強(qiáng)腐蝕等惡劣環(huán)境下，經(jīng)常會出現(xiàn)各種異常和故障，如隨著工作時(shí)間的加長，氣動調(diào)節(jié)閥容易出現(xiàn)死區(qū)、回滯、粘滯等非線性特征。這些非線性因素都將在不同程度上影響控制回路的性能，其中以粘滯特性最為常見。氣動調(diào)節(jié)閥粘滯特性引起的持續(xù)振蕩會導(dǎo)致能耗增加，產(chǎn)品質(zhì)量下降，設(shè)備壽命降低等問題。本文將對氣動調(diào)節(jié)閥粘滯特性的建模和參數(shù)辨識進(jìn)行研究，主要貢獻(xiàn)如下：
　　1、提出一種描述調(diào)節(jié)閥

2、粘滯特性的改進(jìn)模型，并仿真驗(yàn)證了改進(jìn)的合理性。選擇被廣泛使用的信號跟隨能力較強(qiáng)的He粘滯模型來研究，發(fā)現(xiàn) He粘滯模型在實(shí)際運(yùn)行中存在缺陷，對He粘滯模型的描述算法進(jìn)行改進(jìn)?；诟倪M(jìn)后的He粘滯模型，搭建仿真平臺，將其仿真結(jié)果與對應(yīng)的物理模型仿真結(jié)果進(jìn)行對比，證明改進(jìn)后He粘滯模型是合理、有效的。
　　2、提出了一種基于描述函數(shù)法（DF）的粘滯參數(shù)辨識算法，仿真驗(yàn)證了辨識算法的有效性。傳統(tǒng)的粘滯參數(shù)辨識方案存在計(jì)算量較大，精度較低

3、等現(xiàn)象，針對這些問題，利用描述函數(shù)法對調(diào)節(jié)閥的粘滯特性進(jìn)行分析，并建立對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，縮小粘滯參數(shù)的尋優(yōu)范圍，通過構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，采用逐次逼近基準(zhǔn)點(diǎn)的原則設(shè)計(jì)算法求得最優(yōu)解，并計(jì)算得到對應(yīng)的粘滯參數(shù)，通過對多組不同粘滯模型進(jìn)行粘滯參數(shù)計(jì)算，證明DF參數(shù)辨識法是準(zhǔn)確、有效的。
　　3、以雙容水箱液位控制系統(tǒng)作為本文的實(shí)驗(yàn)平臺，驗(yàn)證DF參數(shù)辨識能否有效應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)中。搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺，人為制造調(diào)節(jié)閥粘滯現(xiàn)象并通過智能閥門定位器準(zhǔn)確獲取