阀门定位器及其特性研究与建模
本文选题:阀门定位器 + 建模 ; 参考:《宁夏大学》2017年硕士论文
【摘要】:调节阀是自动化工业中非常重要的、必不可少的终端调控元件,阀门定位器是调节阀主要的配套元件,它与执行器配合使用,从而保证调节阀位置依照控制器给定信号正确输出。本文首先对电-气阀门定位器结构和工作原理进行介绍,在此基础上,分别对电-气阀门定位器主要构成部件的基本工作过程进行深入探究,结合电磁学知识对力矩马达建模,而喷嘴挡板阀是从流量平衡角度分析和建模,并用ANSYS Workbench CEX对流经喷嘴挡板阀的流体进行流场分析,继动器是从动态平衡角度建立其数学模型。结合气动执行机构和调节阀数学模型,得到阀门定位器系统数学模型为一阶系统模型。考虑实际工业过程中,因为气体可压缩性(z)、机构摩擦力(f)、元件弹性反力(k)的存在,阀门定位器系统通常是大纯滞后系统,本文中将所建立的阀门定位器系统模型用一阶惯性加纯滞后模型表示。针对模型中个别性能参数难以获得的情况,本文进一步用实验方法验证了所建立阀门定位器系统模型的正确性,利用MATLAB的ident工具箱对生产现场采集到的数据进行参数辨识,并利用模糊智能权函数法加Bang-Bang控制规则和PID控制法分别对模型进行控制以改进系统响应特性。
[Abstract]:Control valve is a very important and indispensable terminal control element in automation industry. Valve positioner is the main supporting component of control valve, and it is used in conjunction with actuator. So as to ensure that the position of the control valve in accordance with the controller given the correct signal output. In this paper, the structure and working principle of electro-pneumatic valve positioner are introduced. On this basis, the basic working process of the main components of electro-pneumatic valve positioner is studied, and the torque motor is modeled with the knowledge of electromagnetism. The nozzle flapper valve is analyzed and modeled from the angle of flow balance, and the flow field of the flow through the nozzle baffle valve is analyzed by ANSYS Workbench CEX, and the mathematical model of the secondary valve is established from the angle of dynamic balance. Combined with the mathematical model of pneumatic actuator and regulating valve, the mathematical model of valve positioner system is obtained as the first order system model. Considering the practical industrial process, the valve positioner system is usually a large pure hysteresis system because of the existence of the elastic reaction force (k) of the friction (f), element of the gas compressible (z), mechanism. In this paper, the valve positioner system model is expressed as the first order inertia plus pure lag model. In view of the difficulty of obtaining individual performance parameters in the model, this paper further verifies the correctness of the model of the valve positioner system by experimental method, and identifies the parameters of the data collected in the production site by using the ident toolbox of MATLAB. The fuzzy intelligent weight function method, Bang-Bang control rule and pid control method are used to control the model to improve the response characteristics of the system.
【学位授予单位】:宁夏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH134
【参考文献】
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,本文编号:2053454
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