智能阀门伺服定位系统的研究

摘要

本论文主要研究气动阀门伺服定位系统的控制策略，全文分为六个章节： 第一章首先介绍了阀门定位器的原理、应用和发展过程。介绍并分析了传统的机械式气动阀门定位器的原理及存在的缺陷和不足。介绍了智能阀门定位器的原理，分析了它的优势，以及发展趋势。最后提出了本论文的研究意义和研究内容。 第二章介绍了阀门伺服定位系统的组成，设计和建立了本系统的实验研究平台，气动部分主要以高速开关阀控双作用气动执行器的气动比例／伺服位置控制系统为基础，控制器部分采用计算机控制系统。介绍了本研究平台所使用的元器件。 第三章主要从机理分析方面探求系统的运动规律，在运用一些定理和定律的基础上，如能量守恒定律、质量守恒定律、牛顿第二运动定理等推导出系统被控对象的状态方程，并将方程在气动执行器中点位置进行近似和线性化，从而获得一个描述系统被控对象的近似线性数学模型和系统的传递函数。 第四章首先研究被控对象的特性，分析气源压力、负载、执行器缸径等参数对控制系统的影响。第二部分使用PID控制算法对系统进行控制，并提出开关阀响应时间滞后补偿的方法。第三部分设计估计系统状态变量的状态观测器，用极点配置法设计系统的状态反馈控制，并分析控制参数对控制性能的影响。 第五章首先改进了阀门伺服定位系统气路，降低了系统成本，分析了改进后的系统控制性能，实验表明，新系统仍具有良好的控制性能。然后分别研究了MHE2一M1H开关阀和压电式开关阀取代：MHE2-MSlH后，系统的控制性能和控制策略。最后分析了系统在失电情况下，相应的保护功能的气路实现。 第六章总结了全文的工作，并对进一步的研究做了展望。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章阀门伺服定位系统组成

第三章阀门伺服定位系统的数学建模

第四章控制策略研究

第五章伺服定位系统控制气路的研究

第六章总结与展望

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢