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文檔簡介
1、在造紙、化工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中,流量是重要的過程控制變量之一,其控制效果直接關系到產(chǎn)品質(zhì)量,受到相關行業(yè)的高度關注。然而隨著企業(yè)對流量控制要求的提高,普通調(diào)節(jié)閥的控制精度已不能滿足要求,高精度定量閥因其具有較高的控制精度與良好的動態(tài)特性在流量控制中倍受青睞。由于國內(nèi)目前尚未制造出高精度的定量閥,因此當前國內(nèi)主要依賴于進口,國外高昂的壟斷價格使企業(yè)投資成本大幅度增加。為了打破國外的技術壟斷,迫切需要研制出一種具有一定競爭力的國產(chǎn)高精度定量
2、閥。本論文受高精度定量控制執(zhí)行器的研制項目(項目號:201311)和陜西省重點科技創(chuàng)新團隊計劃項目(項目號:2014KCT-15)的資助,圍繞高精度定量閥的機械結構及控制單元設計、加減速定位控制和位置閉環(huán)智能控制三個方面展開了以下研究工作:
?。?)高精度定量閥機械結構與控制單元的設計
針對高精度定量閥驅(qū)動部件的選型問題,通過仿真實驗,對同步電機、異步電機,步進電機的開環(huán)定位精度進行了測試。根據(jù)測試結果,選擇定位精度相
3、對較高的步進電機作為驅(qū)動部件,然后結合減速器、閥體等零部件,設計了高精度定量閥的整體機械結構。根據(jù)閥門控制的電機驅(qū)動、故障報警、閥位反饋、通信等功能需求,設計了以S7-200 PLC與步進電機驅(qū)動器構成的高精度定量閥控制單元。
?。?)高精度定量閥加減速定位控制的研究
針對高精度定量閥的驅(qū)動部件在運動過程中存在丟步與過沖的現(xiàn)象,提出了基于三角形、梯形、S形的加減速定位控制算法。通過分析每種算法的優(yōu)缺點,并結合算法實現(xiàn)成
4、本,選擇了擬合S形加減速算法對高精度定量閥進行定位控制。最后利用仿真實驗驗證了擬合S形加減速算法的定位效果,并且將擬合S形加減速算法在物理實驗平臺上做出了進一步地驗證。
?。?)高精度定量閥位置閉環(huán)智能控制的研究
針對閥門最終位置偏差以及步進電機強耦合性與高非線性的特點,提出了基于模糊PID的閥門位置閉環(huán)控制策略。通過仿真實驗發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的PID控制器相比,模糊PID控制器能夠有效且快速地糾正閥門位置偏差,進一步提升高
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