發(fā)布時(shí)間：2017-04-15 18:24

  本文關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥機(jī)理模型的建模與參數(shù)辨識，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：調(diào)節(jié)閥作為工業(yè)過程控制系統(tǒng)中檢測儀表、調(diào)節(jié)閥、控制器這三大基礎(chǔ)裝備之一,是整個(gè)自動化系統(tǒng)中關(guān)鍵的終端設(shè)備,其中氣動調(diào)節(jié)閥占據(jù)約70%左右的份額。調(diào)節(jié)閥是根據(jù)控制系統(tǒng)輸出的遠(yuǎn)程控制信號,自動改變被控工藝裝置對象中的介質(zhì)流量,達(dá)到調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝參數(shù)的目的。調(diào)節(jié)閥是集合氣路、電路、磁路的復(fù)雜系統(tǒng),由于我國工業(yè)化起步較晚以及國外核心技術(shù)的保密措施,導(dǎo)致我國在調(diào)節(jié)閥研究方面仍然處于極大的劣勢。本論文針對通用的氣動調(diào)節(jié)閥提出了系統(tǒng)的建模方法,并對吳忠儀表公司的MF2D-16B型氣動調(diào)節(jié)閥提出了針對性的參數(shù)辨識方法;對山武AVP200系列定位器提出了系統(tǒng)的建模方法以及參數(shù)辨識方法,使對具體型號的調(diào)節(jié)閥以及定位器的建模研究成為可能,我們將這套調(diào)節(jié)閥模型命名為ControlValve Model。經(jīng)檢索雖然國內(nèi)外對調(diào)節(jié)閥模型有些文獻(xiàn)的研究,但這樣完整的智能定位器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)理模型建模與辨識尚未有,因此,該工作是有貢獻(xiàn)的。首先,建立了智能定位器中電子控制器模塊、E/P轉(zhuǎn)換模塊、繼動器模塊的模型并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)辨識了模型中的參數(shù),本論文提出了采用倒推的方法建立完整的靜態(tài)E/P轉(zhuǎn)換曲線,并提出了繼動器模型中小孔等效面積這一參數(shù)的仿真模型以及模型中參數(shù)的辨識方法。其次,建立了氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)中薄膜氣室、彈簧閥桿動作系統(tǒng)的模型并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)辨識了模型中參數(shù),提出了針對吳忠儀表公司的MF2D-16B型氣動調(diào)節(jié)閥的參數(shù)辨識方法,并提出了彈簧閥桿動作系統(tǒng)中摩擦力參數(shù)的模型選取以及其在Simulink仿真模型中的實(shí)現(xiàn)方法。最后,設(shè)計(jì)開發(fā)了實(shí)驗(yàn)測控平臺,通過設(shè)計(jì)的時(shí)域和頻域?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證了本文建立模型的準(zhǔn)確性,對模型非線性的研究也提出了驗(yàn)證方案,并對影響模型準(zhǔn)確性的原因做了詳細(xì)的分析介紹。本文的研究成果提供了完整的智能定位器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)理模型建模與辨識的方法,也是調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)診斷的基礎(chǔ)。可以為調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)(機(jī)械和氣路)、調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)算法、調(diào)節(jié)閥性能評估、調(diào)節(jié)閥故障診斷等研究打下基礎(chǔ),也希望能夠推動調(diào)節(jié)閥研究的發(fā)展與進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】：氣動調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)閥仿真模型 參數(shù)辨識 仿真驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1.課題研究的背景與意義11
• 1.2.氣動調(diào)節(jié)閥的國內(nèi)外研究進(jìn)展11-13
• 1.2.1.目前國內(nèi)外氣動調(diào)節(jié)閥的研究發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.2.2.氣動調(diào)節(jié)閥研究中遇到的問題12-13
• 1.3.氣動調(diào)節(jié)閥仿真模型的結(jié)構(gòu)13-15
• 1.4.論文的內(nèi)容安排15-16
• 第2章 智能定位器的建模與參數(shù)辨識16-36
• 2.1.智能定位器的結(jié)構(gòu)16-19
• 2.1.1.智能定位器的結(jié)構(gòu)與工作原理16-18
• 2.1.2.智能定位器仿真模型的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.PID控制模塊19-20
• 2.3.E/P轉(zhuǎn)換模塊20-21
• 2.3.1.E/P轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)20
• 2.3.2.E/P轉(zhuǎn)換模塊的建模20-21
• 2.4.E/P轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)辨識21-24
• 2.4.1.辨識方法的介紹21-22
• 2.4.2.辨識方案設(shè)計(jì)與結(jié)果分析22-24
• 2.5.氣動繼動器模塊24-28
• 2.5.1.氣動繼動器模塊的結(jié)構(gòu)25
• 2.5.2.工作狀態(tài)模型25-26
• 2.5.3.氣體質(zhì)量流量模型26-28
• 2.6.小孔等效開口面積模型28-32
• 2.6.1.實(shí)驗(yàn)原理介紹28-29
• 2.6.2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)29
• 2.6.3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析29-32
• 2.7.氣動繼動器模塊的參數(shù)辨識32-35
• 2.7.1.需要辨識的參數(shù)32
• 2.7.2.辨識方法介紹32-33
• 2.7.3.辨識方案設(shè)計(jì)33
• 2.7.4.辨識結(jié)果分析33-35
• 2.8.本章小結(jié)35-36
• 第3章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的建模與參數(shù)辨識36-56
• 3.1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)36-38
• 3.1.1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理36-37
• 3.1.2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)仿真模型的結(jié)構(gòu)37-38
• 3.2.氣體熱力學(xué)模型的建模38-40
• 3.3.閥桿動力學(xué)模型的建模40-42
• 3.4.彈簧剛度系數(shù)的參數(shù)辨識42-44
• 3.4.1.辨識方法介紹42
• 3.4.2.辨識方案設(shè)計(jì)42-43
• 3.4.3.辨識結(jié)果分析43-44
• 3.5.閥桿與填料之間摩擦力的建模與參數(shù)辨識44-53
• 3.5.1.摩擦力模型的建模44-48
• 3.5.2.辨識方案設(shè)計(jì)48-51
• 3.5.3.辨識結(jié)果分析51-53
• 3.6.彈簧預(yù)緊力的參數(shù)辨識53-55
• 3.6.1.辨識方法介紹53
• 3.6.2.辨識方案設(shè)計(jì)53-54
• 3.6.3.辨識結(jié)果分析54-55
• 3.7.本章小結(jié)55-56
• 第4章 閥體的建模56-62
• 4.1.閥體的結(jié)構(gòu)與工作原理56-57
• 4.2.閥體模型的建模57-61
• 4.2.1 流量模型的建模57-60
• 4.2.2.不平衡力模型的建模60-61
• 4.3.本章小結(jié)61-62
• 第5章 仿真模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證62-85
• 5.1.調(diào)節(jié)閥實(shí)驗(yàn)測控平臺簡介62-66
• 5.1.1.硬件介紹62-63
• 5.1.2.軟件介紹63-64
• 5.1.3.開環(huán)仿真模型的結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)控制信號的介紹64-66
• 5.2.模型時(shí)域性能驗(yàn)證66-73
• 5.2.1.驗(yàn)證方法介紹66
• 5.2.2.驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)66
• 5.2.3.驗(yàn)證結(jié)果分析66-73
• 5.3.模型頻域性能驗(yàn)證73-81
• 5.3.1.驗(yàn)證方法介紹73-74
• 5.3.2.驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)74
• 5.3.3.驗(yàn)證結(jié)果分析74-81
• 5.4.模型非線性程度的研究81-83
• 5.5.仿真模型準(zhǔn)確性影響分析83-84
• 5.6.本章小結(jié)84-85
• 第6章 總結(jié)與展望85-86
• 6.1 研究工作總結(jié)85
• 6.2 展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 附錄90

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