基于DSP的電液調節(jié)閥動態(tài)特性研究.pdf

1、調節(jié)閥是工業(yè)自動化領域的重要控制元件，主要應用于石油化工、電站、冶金、造船、核工業(yè)、航空航天等行業(yè)的管網系統(tǒng)控制中?？茖W技術的快速發(fā)展使得高性能的調節(jié)閥的工業(yè)需求越來越大。而當前國內高性能調節(jié)閥市場被國外占據大部分份額，為了打破壟斷，滿足工業(yè)發(fā)展需求，開發(fā)出擁有獨立知識產權的高性能調節(jié)閥迫在眉睫。在國家“863計劃”、高校博士學科點專項基金“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，基于智能控制系統(tǒng)的功能要求，開發(fā)了調節(jié)閥智能控制器。功能上實現了人機交互液晶顯示、數據采集處理、伺服電機驅動、溫濕度檢測等。硬件方面在Altium Designer軟件中完成硬件電路設計，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，在硬件軟件設計時，分別提出了一些具體改進措施。
　　其次，結合電子控制與液壓傳動技術，設計了一款直驅式

3、容積控制電液執(zhí)行機構，對該機構機械部分進行結構計算設計以及相關元器件的匹配計算和選用，然后對整體的執(zhí)行結構的減振減噪提出優(yōu)化改進措施。最后結合控制器部分，搭建了簡易實驗平臺，運用該套執(zhí)行機構對閥門開度進行模擬實驗，效果良好。
　　再次，基于所設計的執(zhí)行機構各部分，對系統(tǒng)伺服電機、泵控缸以及閥門環(huán)節(jié)進行數學模型的建立，并推導出系統(tǒng)傳遞函數，建立系統(tǒng)閥門開度、負載、流量間的關系。通過Matlab中系統(tǒng)穩(wěn)定性的Bode圖判據，得出系統(tǒng)穩(wěn)

4、定性良好，穩(wěn)定裕度較大。
　　最后，結合模糊控制與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驗的模糊控制規(guī)則表的部分點來更加適應于該控制系統(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)的階躍響應能力更強、超調量控制更好、波形追蹤性能更優(yōu)、抗干擾性能