數字電氣閥門(mén)定位方法

　　電氣閥門(mén)定位器的基本功能是將控制中心輸出的調節閥閥位給定值與調節閥閥位反饋值之間的偏差，按照預先設定的算法去控制氣動(dòng)執行機構和調節閥開(kāi)度(流量)，同時(shí)閥位反饋單元反饋實(shí)時(shí)閥位值，因此電氣閥門(mén)定位器與氣動(dòng)執行機構、調節閥組成了一個(gè)閉環(huán)回路。閥門(mén)定位器增大了氣動(dòng)執行機構的輸出功率，減少了信號傳遞的滯后，能夠有效克服調節閥移動(dòng)中產(chǎn)生的摩擦力和閥芯不平衡力，提高了調節閥的精度。

　　近十年來(lái)，氣動(dòng)執行器技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步主要體現在閥門(mén)定位器方面的改進(jìn)。發(fā)達國家的電氣閥門(mén)定位器已升級到基于電平衡原理，國內的定位器開(kāi)始從機械平衡原理逐步向電氣平衡過(guò)渡。數字電氣閥門(mén)定位器以微處理器為核心，具有調節閥整體的多種流量特性以及自動(dòng)調校、人機交互、工作參數組態(tài)設置、故障診斷等一系列技術(shù)特征，與傳統的基于力平衡原理的電氣閥門(mén)定位器相比，其技術(shù)指標前進(jìn)了一大步。

　　數字電氣閥門(mén)定位器的體系結構雖然日臻完善，但是仍有不足之處。首先，控制系統以調節閥固有流量特性為設計依據，而調節閥投運后所處的實(shí)際工況與固有流量特性測試條件相距甚遠，無(wú)視調節閥工作流量特性畸變的客觀(guān)事實(shí)，必然導致控制品質(zhì)的下降;其次，調節閥閥位采用5接點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制算法，雖然具有良好的魯棒和快速動(dòng)態(tài)響應性能，但存在閥位穩態(tài)跟蹤精度欠佳的缺點(diǎn)。此外，人機交互中鍵盤(pán)輸入方式的故障率較高，閥位移/電氣轉換采用接觸式電位器的穩定性和可靠性差強人意。一旦故障排除則調節閥全關(guān)(氣關(guān)閥)或全開(kāi)(氣開(kāi)閥)，不僅使氣動(dòng)執行器工況劇然波動(dòng)，而且就整個(gè)控制系統而言無(wú)疑也是重大干擾，甚至引進(jìn)安故事故。

　　該項發(fā)明的目的是提供一種數字電氣閥門(mén)定位方法。數字電氣閥門(mén)定位方法通過(guò)Fuzzy-PI雙模無(wú)擾切換方法控制調節閥開(kāi)度，誤差較大時(shí)采用Fuzzy方法，誤差較小時(shí)則采用PI方法，Fuzzy-PI雙模無(wú)擾切換方法是由Fuzzy-PI判別模塊選擇，Fuzzy-PI雙模方法結果由無(wú)擾切換模塊處理后，以不同寬度的脈沖形式輸出至I/P電氣轉換單元的固態(tài)繼電器G3F/G3FD，控制壓電閥的占空比;無(wú)擾切換模塊消除了Fuzzy-PI模式切換時(shí)對調節閥開(kāi)度以及控制系統的干擾。通過(guò)閥工作流量特性畸變的校正，使校正之后的工作流量特性與控制系統設計時(shí)所依據的閥固有流量特性吻合方面改善了控制系統品質(zhì)，另一方面調節閥能在較低壓降比下運行，可大大降低能耗。Fuzzy-PI雙模無(wú)擾切換算法，兼顧了閥位控制對動(dòng)靜態(tài)兩方面指標的要求，無(wú)擾切換模塊確保兩種模式切換時(shí)不會(huì )對閥位和控制系統造成干擾。觸摸屏和無(wú)接觸式磁敏電位器的應用，則提高了閥門(mén)定位器的穩定性、可靠性和定位器的氣密性;解卡操作時(shí)提供的由用戶(hù)選擇釋放或部分釋放膜頭壓力功能，消除了安全隱患，進(jìn)一步改善了閥位和控制系統的控制品質(zhì)。