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基于变PWM周期和占空比的压电开关式智能阀门定位器控制方法研究
资料介绍
气动调节阀由阀门定位器、气动执行机构和调节阀组成,是过程控制系统的重要设备之一,以其控制简单、反应快速,且本质安全,不需另外再采取防爆措施等优点,广泛应用于石油、化工、冶金、电力和轻纺等工业部门。阀门定位器作为气动调节阀的控制核心,可以实现气动调节阀快速、稳定和精确的定位,在气动调节阀的控制中起着决定性的作用。其中,压电开关式智能阀门定位器因其具有高抗振动性、高可靠性、能够接受较高频率的控制信号、低功耗和低耗气量等特点,已逐渐成为智能阀门定位器的主流。
本文通过对带反向PWM的五步开关法进行分析和研究,针对其在实际应用中存在的问题,提出了相应的解决方法。
针对带反向PWM的五步开关法应用于大范围阶跃控制时,由于反向降速效果过强而带来的停顿问题,提出了变正向PWM周期的控制算法。在PWM控制区内采用增大正向PWM周期的方法进行正向降速,可以平缓而有效地降低阀位运行速度,有效地防止了反向PWM降速带来的停顿现象。
针对带反向PWM的五步开关法应用于小范围阶跃控制时,存在阀位启动慢、正向PWM脉冲个数多、调节时间长的问题,在原算法的基础上,提出了线性化方法和分段PI方法变正向PWM占空比。在小范围阶跃控制时,能够获得较大占空比的正向PWM脉冲,加速阀位启动过程,减少正向PWM脉冲个数,减小调节时间。
在基于16位超低功耗单片机MSP430F5418的硬件系统平台上实现了控制算法,并进行了相应的控制实验,取得了较好的实验效果,解决了带反向PWM的五步开关法存在的问题。
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