一种智能阀门定位器控制算法.docx

doi:10．3969/j．issn．1674－8425(z)．2013．04．014一种智能阀门定位器控制算法健，马付林(重庆川仪自动化股份有限公司，重庆401121)摘要:针对调节阀工作中控制速度不平滑、容易控制超调等问题，在智能阀门定位器控制算法设计中，采用脉冲调宽控制的方式，基于“五步开关”算法，提出了对定位速度量化控制的算法，实现了算法间的无扰切换。实验结果表明:该算法有效解决了上述问题，并具有一定的自适应及鲁棒特性。关键词:智能阀门定位器;脉冲调宽控制;无扰切换;自适应;鲁棒中图分类号:TH841文献标识码:A文章编号:1674－8425(2013)04－0068－04ASmartValvePositionerControlAlgorithmResearchFUJian，MALin(ChongqingChuanyiAutomationCo．，Ltd．，Chongqing401121，China)Abstract:Thesmartvalvepositionerasacorepartoftheentirecontrolvalvecontrolsystem，playedapivotalroleintheindustrialcontrol．Aimingattheproblemofunsmoothcontrolspeedcurveando-vershootinthevalveworkingprocessinthesmartvalvepositionercontrolalgorithmdesign，andusingapulsewidthmodulatedcontrol，thispaperproposedquantizationcontrolalgorithmforpositioningspeedonthebasisof“5-stepswitch”，achievingbumplessswitchingbetweenalgorithms．Theexperi-mentalresultsshowthatthealgorithmiseffectivetosolvetheaboveproblems，andhavethecharacter-isticsofbeingadaptiveandrobust．Keywords:smartvalvepositioner;pulsewidthmodulatedcontrol;bumplessswitching;adaptive;robust起着决定性的作用［1－7］。智能阀门定位器根据其I/P转换单元工作原理的不同，可以分为压电阀式与喷嘴挡板式2种。喷嘴挡板式智能阀门定位器具有控制平稳、动态随着化工、冶金、电力和制药等行业的快速发展，在整个过程控制中，人们对气动调节阀的控制品质提出了更高的要求。智能阀门定位器作为气动调节阀的大脑，对整个调节阀控制系统的性能收稿日期:2013－01－27基金项目:国家“863”计划资助项目(SS2012AA040606)作者简介:付健(1985—)，男，北京人，主要从事润滑仪器仪表研究。付健，等:一种智能阀门定位器控制算法69节阀停于目标位置［8－11］。HVP智能阀门定位器利用微处理器输出脉冲控制信号，通过I/P转换器将数字电信号转化为开关的气信号，从而驱动气动调节阀，使之做出相应动作。其中脉冲控制为整个工作的重中之重。在实际应用中，HVP智能阀门定位器首次安装之后，其对被控对象(调节阀及气动执行机构)属性并不了解，如行程、作用方向、速度、摩擦力、气泄漏量等，所以定位器在投入自动运行之前，必须进行一次运行参数的自动整定，简称“自整定”。在自整定中，定位器通过控制调节阀全开全关的移动，确定其行程、作用方向及速度，同时利用不同周期的脉冲，控制调节阀全行程移动，确定最优的脉冲周期。特性好等优点，但是由于其利用气平衡原理进行工作，对气源的稳定性要求较高，且气量消耗较大，不利于节能减排。压电阀式智能阀门定位器采用开关原理进行工作，对气源的稳定性要求较低，且内阻极高的压电陶瓷材料功耗极小，因此广受青睐。目前，国际上比较主流的压电阀式智能阀门定位器以德国西门子公司生产的SIPARTPS2系列为代表，其主要采用“五步开关”算法进行控制。随着我国自动化仪表技术的发展，国内也出现了几款压电阀式智能阀门定位器。HVP智能阀门定位器由重庆川仪自主研发，采用压电阀作为I/P转换单元核心，控制算法在“五步开关”算法基础上进行了自主创新，弥补了传统“五步开关”算法在控制中的缺陷，此项技术已经达到国际先进水平，打破了国外产品对该市场的垄断。2控制算法设计工作原理1脉冲宽度调制是英文“pulsewidthmodu