气动阀门定位器控制系统的研究

发布时间：2023-07-30 18:05

　　随着计算机技术进入后PC时代以及其在工业自动化过程控制中的应用日趋广泛,基于嵌入式技术的新一代智能阀门定位器逐渐取代普通型阀门定位器,并成为目前工业生产中最主要的一种阀门控制器。基于气动技术特有的优势,气动调节阀门在工业中得到了广泛的应用。现代化工业生产要求生产过程控制更可靠、准确、快速,功能完善且易用,这使得气动阀门定位器控制系统的研究显得非常重要。 本论文首先对气动阀门定位器本身进行了设计研究,主要实现了气动阀门定位器的软硬件整体设计和详细设计。其次,基于高性能的32位ARM处理器和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ平台完成了数据采集、控制算法、PWM输出以及人机交互的任务规划与设计,对比分析国内外常用智能阀门定位器产品功能,完成了本课题要求的操作简单、功能齐全的气动阀门定位器详细规划和编程调试。 再次,本论文对气动阀门定位器控制系统的基本特性进行了详细的研究,主要从机理分析方面研究了气动薄膜调节阀控制系统的运动规律,在应用一些定理和定律的基础上推导了气动阀门控制系统的数学模型,参考气动薄膜调节阀产品具体参数验算了执行机构稳态力平衡方程,分析了静摩擦对气动调节阀死区产生的影响和大小,...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 气动阀门定位器概述
        1.2.1 气动阀门定位器的基本原理
        1.2.2 智能气动阀门定位器的特点
        1.2.3 智能气动阀门定位器的功能
    1.3 课题的研究意义与内容
        1.3.1 课题的研究意义
        1.3.2 课题的研究内容
第2章 气动阀门定位器开发平台组成
    2.1 引言
    2.2 气动阀门定位器控制系统的建立
    2.3 气动阀门定位器硬件构成
        2.3.1 气动阀门定位器控制单元
        2.3.2 压电阀
        2.3.3 传感器
    2.4 嵌入式软件平台分析
第3章 气动阀门定位器的软件设计实现
    3.1 引言
    3.2 气动阀门定位器人机监控规划设计
        3.2.1 气动阀门定位器功能规划
        3.2.2 气动阀门定位器功能设计及调试
    3.3 气动阀门定位器软件系统任务设计
        3.3.1 任务设计规划
        3.3.2 按键控制任务
        3.3.3 数据采集任务
        3.3.4 LCD显示任务
        3.3.5 控制策略任务
        3.3.6 PWM输出任务
        3.3.7 其他任务设计
    3.4 本章小结
第4章 气动阀门控制系统的数学建模研究
    4.1 引言
    4.2 气动阀门控制系统的组成
    4.3 气动调节阀执行部分数学模型
        4.3.1 气室气体质量流量方程
        4.3.2 执行机构运动和力方程
        4.3.3 气室推力方程
        4.3.4 流体力方程
        4.3.5 摩擦粘性力方程
    4.4 气动调节阀流量输出数学模型
    4.5 压电阀数学模型
        4.5.1 压电阀芯口流量方程
        4.5.2 压电片方程
    4.6 静态力平衡模型核算
    4.7 开环系统传递函数
    4.8 本章小结
第5章 气动阀门定位器控制系统的仿真研究
    5.1 引言
    5.2 气动调节阀系统开环仿真
        5.2.1 气压控制力动态响应特性
        5.2.2 流量特性曲线
    5.3 脉宽周期与系统稳定性分析
    5.4 气动阀门定位器控制系统闭环仿真
        5.4.1 典型曲线响应特性测试
        5.4.2 气源压力对系统控制的影响分析
        5.4.3 阀芯压差对系统控制的影响分析
    5.5 采样周期的确定与仿真
    5.6 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3837927