閥門定位器由于氣源存在壓縮性及硬件微處理器等數(shù)據(jù)處理能力影響,易造成閥門定位精度不夠甚至致使閥桿上下波動(dòng)形成“喘振”現(xiàn)象,為解決該問題,本文通過對(duì)智能閥門定位器控制電路板深入研究,設(shè)計(jì)一款新型智能閥門定位器控制電路板,通過硬件及軟件優(yōu)化設(shè)計(jì),全面提升閥門控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)態(tài)性能。通過對(duì)定位器控制電路板硬件部分研究,其硬件設(shè)計(jì)以微處理STC12C5A60S2為核心并輸出雙極性PWM脈沖驅(qū)動(dòng)壓電閥,外圍電路包括電源轉(zhuǎn)換電路、I/V轉(zhuǎn)換電路、A/D采樣電路、按鍵和液晶顯示電路等;軟件設(shè)計(jì)由于閥門控制及執(zhí)行過程是非線性時(shí)變的系統(tǒng),很難建立精確數(shù)學(xué)模型,所以控制系統(tǒng)采用模糊PID控制算法替代常規(guī)PID控制。通過軟件硬件兩方面改進(jìn)設(shè)計(jì),可有效避免閥位波動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象;在Matlab中仿真閥門各機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型傳遞函數(shù)在不同控制策略下階躍響應(yīng)曲線,分析仿真曲線結(jié)果:模糊PID控制算法響應(yīng)速度更快,穩(wěn)定過渡時(shí)間最短只需1.2s,無穩(wěn)態(tài)誤差且抗干擾能力較強(qiáng),能極大改善控制系統(tǒng)性能,有效的消除閥位波動(dòng)不穩(wěn)定問題。實(shí)驗(yàn)測(cè)試所設(shè)計(jì)控制電路板控制性能,記錄調(diào)試檢測(cè)過程中閥位行程數(shù)據(jù),在Matlab中仿真,分析對(duì)比實(shí)測(cè)...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景
    1.2 研究的目的及意義
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 結(jié)構(gòu)安排
第二章 閥門定位器工作原理及控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    2.1 閥門定位器工作原理
        2.1.1 I/P轉(zhuǎn)換單
        2.1.2 閥門位置傳感器
        2.1.3 閥門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
    2.2 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 閥桿運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 閥門氣動(dòng)執(zhí)行器數(shù)學(xué)模型
        2.2.3 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
        2.2.4 閥門反饋環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 閥門定位器硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    3.1 主控核心部分電路設(shè)計(jì)
    3.2 LCD顯示和按鍵
    3.3 電源模塊
    3.4 A/D轉(zhuǎn)換器
    3.5 數(shù)據(jù)采集模塊
    3.6 串口通訊電路設(shè)計(jì)
    3.7 控制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    3.8 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)的軟件流程設(shè)計(jì)
    4.1 軟件設(shè)計(jì)流程
        4.1.1 主程序設(shè)計(jì)
        4.1.2 采樣濾波程序設(shè)計(jì)
        4.1.3 人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)
        4.1.4 閥位調(diào)控程序設(shè)計(jì)
    4.2 本章總結(jié)
第五章 閥門定位器控制系統(tǒng)控制算法的研究
    5.1 常規(guī)PID控制算法
        5.1.1 常規(guī)PID控制
        5.1.2 常規(guī)PID控制算法仿真測(cè)試
    5.2 模糊PID控制算法
        5.2.1 模糊PID控制
        5.2.2 模糊PID控制算法仿真測(cè)試
        5.2.3 系統(tǒng)在干擾信號(hào)作用下仿真測(cè)試
        5.2.4閥門整體調(diào)校、實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3829378