高精度超高压液相泵等面积平滑补偿控制方法

发布时间：2021-03-02 09:24

　　针对高精度超高压液相泵运行时易在加速度拐点处出现电机抖动的问题,提出了一种等面积平滑补偿控制方法。对液相泵运行曲线进行平滑处理,确保液相泵在初始速度较高的加速度拐点处平稳过渡,不产生抖动;对因平滑处理而减小的位移进行补偿,确保在液相泵单个运行周期结束前补齐位移,使得液相泵的吸入液体总量与排出液体总量不变。最后通过电机运行试验、流量精度检测试验、响应速度检测试验、超高效分离试验来验证所提方法的可行性。试验结果表明:等面积平滑补偿控制方法解决了电机在高初始速度的加速度拐点处抖动的问题,使液相泵输出液体的流量精度从0.081%提高到0.055%。等面积平滑补偿控制方法有效提高了液相泵输出液体的流量精度,具有实时性强、计算精度高等特点,为提高样品检测效率提供了一定的理论依据。 

【文章来源】：工程设计学报. 2020,27(02)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

2 平滑补偿后测试样品的分离峰形

图1 2 平滑补偿后测试样品的分离峰形由图11与图12可见，样品分离后都呈现4个清晰的峰形，分别对应羟基苯甲酸甲酯、羟基苯甲酸乙酯、羟基苯甲酸丙酯和羟基苯甲酸丁酯。液相泵运行曲线平滑补偿后，测试样品的峰形更为清晰、线条更直、间隔更大，且没有形成多余的峰，这就使得每个峰的峰面积能计算得更为准确，计算得到的各组分浓度更接近实际浓度，其中：平滑补偿后浓度误差小于0.13%，平滑补偿前浓度误差小于0.57%，由此可见对液相泵运行曲线进行平滑补偿后，液相泵对样品的分离效果更佳，有利于组分检测分析。

随着自动控制技术的不断发展，为了减少电机在加速度拐点处的抖动，确保电机运行过程中的精度，在实际工程应用中，会对电机运动方程进行优化。目前多采用S型曲线优化方法，该方法因被控对象加减速阶段的速度曲线呈S形而得名，它包含7段三次样条函数[7-9]，即将速度曲线按加速度类型分成7个阶段：加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段，如图1所示。由图1可见，理论上可以通过对加速度的控制，使速度平滑过渡，不产生“拐点”，但这就要求液相泵在实际运行过程中需在速度为零时迅速换向，保证吸液与排液过程快速切换，否则，由于液体在微小体积下的“粘连效应”，有可能出现“断流”现象，从而影响液相泵精度。在总位移不变的前提下，若要确保速度为零处的快速换向而使电机保持匀加速运动，势必会影响原运行曲线的形状，导致泵体运动相位改变，从而影响液相泵的精度，由此说明液相泵电机控制不能直接采用传统的S型曲线进行优化。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3059021