控制阀流量实验台架建模

摘要

为了更好的研究控制阀的流量调节性能，一个能够进行流量性能研究的流量实验台架平台是必不可少的条件。对于综合型流量实验台架来说，其结构往往比较复杂，组成部件众多，在实验与研究过程中，对于每个部件的参数调整通常很难把控，现有的方法更多的是基于已有的标准和工作人员的经验来确定，但是对于标准上没有规定或者经验中不曾遇到的情况导致实验难以开展，只能采用逐点试验的方法。这往往会比较费时费力，且效率低下。
　　针对上述问题，本文提出了一种对流量实验台架建模的方法，对可压缩流体和不可压缩流体分别建立了流量实验台架模型和高温高压台架模型。在模型上设定不同部件的参数进行仿真实验，观察实验效果。选取仿真结果较好的参数作为台架实验时的部件参数，大大提高了台架流量实验的效率和准确性，减少了不必要的摸索时间和试验成本，提高了工厂实际生产的经济效益。
　　本文以建立一个可重用可扩展的控制阀流量实验台架仿真平台为目标，运用模块化思想分别对流量实验台架的各个模块进行研究并建立数学模型，其次以Matlab/simulink高级仿真环境为平台将系统数学模型模块化，讨论了模型中的参数来源及特点，之后按照流程化方法和系统流体流量守恒原理将各个模块有机结合起来搭建出一个流量实验台架仿真平台。
　　最后，利用控制阀生产厂家的流体实验台架进行了模型验证实验，将实际台架中的参数导入模型，改变其中一个截止阀的开度，观察该仿真平台的实验波形和仿真响应，并分析了实验结果和仿真结果误差较大的几点原因。实验结果表明，所开发的系统仿真平台能够很好的反映真实系统的性能，且通用性强，使用方便，具有较好的可扩展性和开放性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要工作及结构

1．3．1 本文的主要内容

1．3．2 文章结构

第2章 控制阀及其流量调节性能

2．1 控制阀简介

2．1．1 控制阀的组成和分类

2．1．2 控制阀在控制系统中的作用

2．2 控制阀的流量调节性能

2．2．1 控制阀调节流量的原理

2．2．2 流量调节性能

2．2．3 几种常见的流量特性

2．3 本章小结

第3章 流量实验台架建模

3．1 流量实验台架简介

3．2 台架各部分数学模型研究

3．2．1 多级离心泵数学模型

3．2．2 泄压阀的数学模型

3．2．3 截止阀1的数学模型

3．2．4 待测阀的数学模型

3．2．5 截止阀2和管道的数学模型

3．3 基于Matlab／Simulink仿真系统搭建

3．3．1 流量实验台架仿真平台框架需求分析

3．3．2 数学模型的simulink实现

3．4 模块封装

3．5 模型验证

3．5．1 实验平台组成

3．5．2 实验过程及结果分析

3．5．3 误差来源及分析

3．6 本章小结

第4章 高温高压台架建模

4．1 高温高压台架简介

4．2 台架各部分数学模型研究

4．2．1 储气罐模型建模

4．2．2 控制阀的数学模型

4．2．3 消音器数学模型

4．3 基于Matlab／Simulink仿真系统搭建

4．3．1 模块化建模及其基本假设和依据

4．3．2 数学模型simulink实现

4．4 模块封装

4．5 仿真实验研究及模型验证

4．5．1 控制阀全开实验

4．5．2 控制阀匀速关闭实验

4．6 本章小结

第5章 实体阀流量特性实验研究

5．1 实验平台的组成

5．2 流量特性实验

5．3 实验结果分析

5．4 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢