电动执行器是工业控制系统的执行元件,它对整个控制系统的安全运行、可靠性及调节品质的优劣都有很大的影响。目前国内生产的电动执行器多由模拟器件控制,采用异步电机通断直接驱动,其控制精度差,调节的灵敏度和稳定性难以兼顾;由于工作死区、电机参数变化、工况不确定等因素的影响,电动执行器与调节阀所构成的控制系统的控制模型难以确定,采用传统的PID控制方法难以达到较好的控制效果;很多电动执行器只能接收模拟信号(4～20mA、1～5V),不能与上级控制系统(如上位机、集散控制系统或现场总线控制系统)进行通信,不便于实现数字化的分布式控制;系统集成度低、维护困难,这就使得现有的电动执行器不便于调试和维护,也不能根据生产的实际需要进行参数的现场调整。国外电动执行器性能较好,但价格昂贵,在我国的应用受到一定限制。因此,开发我国新一代数字化智能电动执行器具有十分重要的现实意义。本文首先对电动执行器的控制技术进行了研究,根据控制器的功能要求,设计了一种新型的嵌入式多CPU控制器方案。其次,对电动执行器的位置控制和速度控制进行分析,根据控制对象的要求,提出了模糊参数自整定PID算法,详细地介绍了模糊自整定PID控制器设计的关键环节和在嵌入式控制器中的实现方法,并通过Matlab软件对控制算法进行仿真。仿真结果表明该算法可以兼顾电动执行器的快速性和精确性,达到了很好的位置跟随。最后,本文研究了基于高性能单片机AT89C55的多CPU控制器硬件电路构成,设计了电动执行器控制器的主控制电路、键盘与显示电路、电机驱动电路、总线通信电路、数据采集电路。各电路设计成独立板卡,通过自定义56脚非标准系统总线实现物理连接,并通过扩展双口RAM实现数据共享;软件采用模块化设计,各功能模块软件独立设计,最后由主控模块统一调度。试验结果表明,该控制器结构紧凑,可靠性高,大大提高了电动执行器的性能,实现了预期设计目标。