本文關(guān)鍵詞：基于氣動調(diào)節(jié)閥粘滯特性的振蕩分析與參數(shù)辨識

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【摘要】：控制回路由于PID參數(shù)整定不佳、調(diào)節(jié)閥粘滯特性以及外部干擾等問題而會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，這將使得回路的控制性能惡化，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降、能耗率增加以及設(shè)備加速報(bào)廢。要改善控制回路性能，就需要診斷引起回路振蕩的振源性質(zhì)，才能有針對的提出改善方案。 控制回路振蕩源性質(zhì)可以分為線性和非線性兩種，其中線性因素主要是PID參數(shù)整定不當(dāng)，而非線性因素主要是指調(diào)節(jié)閥的粘滯特性。如何診斷出線性和非線性因素是本文要研究的關(guān)鍵。當(dāng)檢測出振蕩是由PID參數(shù)整定原因引起的，只需要重新調(diào)節(jié)PID參數(shù)即可；而對于由調(diào)節(jié)閥粘滯特性引起的振蕩則先要準(zhǔn)確辨識出粘滯特性參數(shù)的大小，如何辨識調(diào)節(jié)閥粘滯特性參數(shù)也是本文所要著重研究的內(nèi)容。 本文首先簡要介紹了調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和類型，分析了調(diào)節(jié)閥的幾種非線性特性并綜合闡述了對調(diào)節(jié)閥粘滯特性建模的研究方法�；谡{(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)、粘滯特性以及對粘滯特性建模方法，本文展開了一系列相關(guān)研究分析，主要包括以下幾點(diǎn)： (1)分析控制回路振蕩現(xiàn)象。首先闡述了回路中出現(xiàn)振蕩的原因以及振蕩的表現(xiàn)形式，再通過高階統(tǒng)計(jì)分析方法，提出判斷線性和非線性振源的兩個指數(shù)： NGI (非高斯指數(shù))和NLI (非線性指數(shù))。最后通過Matlab/Simulink仿真示例說明所提診斷方法的有效性。 (2)提出一種辨識調(diào)節(jié)閥粘滯特性參數(shù)的方法。該方法在Hammerstein模型參數(shù)辨識的基礎(chǔ)上，用調(diào)節(jié)閥的粘滯特性模型代替Hammerstein模型中的非線性參數(shù)解析模型，，進(jìn)而提出一種新的參數(shù)辨識模型。在確定過程模型的階次和延遲時間以及粘滯參數(shù)尋優(yōu)范圍后，利用PSO優(yōu)化算法并根據(jù)調(diào)節(jié)閥的粘滯特性模型，可以估計(jì)出粘滯雙參數(shù)的數(shù)值。最后通過仿真示例說明參數(shù)辨識算法的有效性和準(zhǔn)確性。 (3)為驗(yàn)證文章中提到的方法能否應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)中，本文第五章提出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析方法。該方法基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的液位控制裝置和智能型定位器，設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中通過串口采集控制器輸出信號OP、閥桿位移信號MV以及液位變化信號PV的數(shù)據(jù)，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，并利用文中所提到的方法診斷回路振蕩的原因以及辨識調(diào)節(jié)閥粘滯特性參數(shù)。通過振蕩診斷方法和粘滯參數(shù)估計(jì)方法得到的結(jié)果與實(shí)際情況以及實(shí)際的粘滯參數(shù)值作對比分析。最終驗(yàn)證了兩種方法皆能有效地應(yīng)用于實(shí)際過程控制中，具有較為重要的實(shí)際意義。
【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】：2013
【分類號】：TH138.52

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 向微;陳宗海;;基于Hammerstein模型描述的非線性系統(tǒng)辨識新方法[J];控制理論與應(yīng)用;2007年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張一清;工業(yè)控制回路的振蕩監(jiān)測和診斷[D];浙江大學(xué);2007年

本文編號：1203297