電氣閥定位器的基本功能是控制氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥開度(流量),閥位反饋單元反饋實(shí)時(shí)閥位值,因此電氣閥定位器與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥形成閉環(huán)回路。閥門定位器增加了氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出功率,減少了信號(hào)傳輸?shù)臏螅行У乜朔苏{(diào)節(jié)閥運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的摩擦和閥芯的不平衡,提高了調(diào)節(jié)閥的精度。近十年來,氣動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在閥門定位器的改進(jìn)上。發(fā)達(dá)國(guó)家的電氣閥定位器已升級(jí)為基于電平衡原理的電氣閥定位器,國(guó)內(nèi)定位器已逐漸從機(jī)械平衡原理向電氣平衡過渡。數(shù)字電氣閥定位器以微處理器為核心,具有調(diào)節(jié)閥整體的各種流量特性和自動(dòng)調(diào)整、人機(jī)交互、工作參數(shù)組態(tài)設(shè)置、故障診斷等一系列技術(shù)指標(biāo)。
數(shù)字電氣閥定位器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雖然日益完善,但仍存在不足。首先,控制系統(tǒng)以調(diào)節(jié)閥的固有流量特性為設(shè)計(jì)依據(jù),調(diào)節(jié)閥運(yùn)行后的實(shí)際工作條件遠(yuǎn)非固有流量特性測(cè)試條件,忽略了調(diào)節(jié)閥工作流量特性畸變的客觀事實(shí),必然導(dǎo)致控制質(zhì)量下降;其次,調(diào)節(jié)閥閥位采用5接點(diǎn)開關(guān)控制算法。雖然它具有良好的魯棒和快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,但存在閥位穩(wěn)態(tài)跟蹤精度差的缺點(diǎn)。此外,鍵盤輸入模式在人機(jī)交互中的故障率較高,接觸式電位器的穩(wěn)定性和可靠性不令人滿意。一旦故障排除,調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉(氣關(guān)閥)或完全打開(氣開閥),不僅使氣動(dòng)執(zhí)行器狀態(tài)劇烈波動(dòng),而且對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)造成重大干擾,甚至引入安全事故。
本發(fā)明的目的是提供數(shù)字電氣閥的定位方法。通過數(shù)字電氣閥的定位方法Fuzzy-PI控制調(diào)節(jié)閥開度的雙模無擾切換方法Fuzzy方法,誤差小時(shí)采用PI方法,F(xiàn)uzzy-PI雙模無擾切換法是由Fuzzy-PI判斷模塊選擇,F(xiàn)uzzy-PI無擾切換模塊處理后,雙模方法以不同寬度的脈沖形式輸出I/P固態(tài)繼電器的電氣轉(zhuǎn)換單元G3F/G3FD,控制壓電閥的比例;消除無擾切換模塊Fuzzy-PI模式切換時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)閥開度和控制系統(tǒng)的干擾。通過對(duì)閥工作流特性畸變的校正,校正后的工作流特性與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所依據(jù)的閥固有流特性一致,提高了控制系統(tǒng)的質(zhì)量。另一方面,調(diào)節(jié)閥可以在較低的壓降比下運(yùn)行,可以大大降低能耗。Fuzzy-PI雙模無擾切換算法考慮了閥位控制對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)的要求。無擾切換模塊確保在切換兩種模式時(shí)不會(huì)干擾閥位和控制系統(tǒng)。觸摸屏和無接觸磁敏電位器的應(yīng)用提高了閥位定位器的穩(wěn)定性、可靠性和氣密性;用戶選擇釋放或部分釋放膜壓力功能,消除安全風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)一步提高閥位和控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。
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