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本文分析了国内外电动执行机构的研究现状和发展趋势,并在国内现有同类产品基础上,应用变频调速技术、单片机技术、微电子技术及人工智能技术,开发了集执行机构、驱动单元、调节控制单元、现场显示仪表等为一体的机电一体化现场总线型智能电动执行机构。论文主要解决了阀门柔性开关、阀门极限位置判断、阀门准确定位、电机保护以及数字通讯等关键问题。
现场总线型智能电动执行机构从结构上主要分为控制部分、执行驱动部分、信号检测及通迅模块部分。控制部分主要由单片机、EPROM、RAM、PWM发生器、IGBT逆变器、整流模块、开关量输入输出通道、故障检测和报警电路等组成;执行驱动部分主要包括执行电机和机械传动部分;检测部分包括直流电压检测、交流电流检测及阀位检测,通迅模块有数字通迅及D/A转换等。
系统采用的控制算法为模糊参数自适应PID。论文着重介绍了在线模糊自适应PID控制算法结构、隶属函数的建立、模糊自适应控制规则等。最后用Matlab对控制算法进行了仿真实验,实验结果表明该控制算法明显优于常规PID控制器。