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压电式电-气转换器控制系统及其可靠性研究

更新时间：2020-03-11 09:26:54 大小：3M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：压电式电-气转换器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

电—气转换器是一种完成由电信号到气信号转换的装置，是许多自动化过程控制系统中不可或缺的关键设备。压电式电气转换器是对大连理工大学薄膜式电气转换器的改进，它利用喷嘴—挡板机构的转换原理，采用压电陶瓷复合圆盘作为挡板微动执行机构，突破了电—气转换装置机械结构的传统模式，结构简单，易于控制。      本文主要完成了三个方面的工作：一是研究了电—气转换装置即压电复合圆盘的转换特性，二是对转换器的可靠性进行了初步研究，三是阐述了转换器的智能控制系统的软硬件设计过程。其中，可靠性分析和控制系统的研制是本文的重点部分。      在最佳结构参数情况下，电气转换装置的转换特性良好，但不同试件的关键性能指标即完成0.02～0.1MPa范围内的气压输出所需要的最大驱动电压Vq却不尽相同，60％的产品超出了10V的理想电压范围，而且在0.02～0.03MPa气压范围内出现了爬行现象。针对上述问题，本文改变了电—气转换的实现方式，优化了转换装置的静态特性，将所有试件的Vq均降至8V以内，同时克服了爬行现象。      设计了电-气转换器可靠性验证试验方案，通过给电—气转换器的主要动作部分——压电陶瓷复合圆盘施加频率为20Hz，幅值为20V的方波电压，对转换器进行了循环疲劳试验，并做了可靠性分析，完成了失效率5级定级试验。      研制了压电式电—气转换器智能控制系统，该系统以超低功耗的微处理器MSP430F149为核心，由软硬件共同实现控制任务，采用模拟、数字闭环控制方式，使用软件滤波、数字PID控制、插值查表等技术，具有控制、诊断和保护智能化的特点。实现了二线制低功耗仪表的设计要求，大大提高了控制精度与系统可靠性。      通过对转换装置的静态测试和整机现场运行，结果表明，压电式电—气转换器结构设计合理，控制系统性能可靠，实现了预期的设计目标。      

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