控制阀智能定位器控制算法及PID参数整定方法研究

智能阀门定位器作为气动控制阀系统的核心部件,其控制性能直接影响气动控制阀门的响应速度、调节精度、稳定性等,从而影响整个工业回路的控制效果。为提高气动控制阀的响应速度、调节精度和稳定性,减小控制阀性能不佳对工业管路系统的影响,设计了一种基于自私群体优化(SHO)算法的控制器。基于直行程的单作用膜片式气动控制阀的物理特性,对智能阀门定位器的PID控制器参数进行自动整定,测试优化后的控制效果,控制过程不出现超调和振荡现象。本方法为后续优化智能阀门定位器控制算法提供一定的参考价值。

基于预估模糊自适应PID控制的智能电气阀门定位器的应用研究

智能电气阀门定位器可应用于多种类型的气动执行机构。由于模型的不精确性,传统控制方法难于满足定位要求。介绍一种智能控制算法,结合Smith预估及模糊自适应PID,补偿对象的纯滞后特性,可自适应模型参数的不精确性。该方法具有简单、响应速度快、无超调、鲁棒性高等优点。

遗传优化PID整定算法在阀门定位器中的应用

电气阀门定位器调节阀门开度的PID控制过程容易出现较大的超调,通过自然泄气或增加反作用回调阀位,会对系统的鲁棒性和控制效率产生较大影响。提出一种遗传优化的PID整定算法,基于继电反馈法获得系统PID参数的大致范围,并利用改进遗传算法进行PID参数寻优,使系统接近无超调控制,提高控制精度,缩短调节时间。系统获得PID参数用于控制气动调节阀,超调量可控制在0.6%,调节时间相比于传统PID算法缩短66%。仿真和实验结果表明,该整定算法能够实现稳、准、快的控制方式,为优化电气阀门定位器的控制策略提供了一种新的思路。

基于自适应模糊免疫PID阀门定位器的设计

传统工业阀门定位器具有控制精度低、功耗大、控制方式单一、阀位易抖动等缺点,且其在使用的过程中须进行现场调试才能进一步适应生产要求;为了提高阀门定位器控制系统的适应能力,对控制算法进行了深入研究,设计了一种基于STM32芯片的低功耗阀门定位器;硬件设计以STM32L152芯片为控制核心,外围电路包括4~20 mA转3.3 V电源电路、开度/位移信号转换电路、人机交互模块电路;软件设计采用自适应免疫模糊PID算法替代常规PID算法,实现了阀位控制参数的自整定;在MATLAB中构建阀门各机构数学模型的广义传递函数,搭建仿真电路;最终得出控制系统的调整时间只需0.8 s,且在整个控制过程中无超调量产生;有效提高了阀门的控制精度,避免了阀位的抖动现象。

智能阀门定位器控制系统设计

在工业生产过程控制中,有些传统仪表必须进行现场调整来适应生产要求。为改变这一状况,必须迅速、准确地掌握阀门的工作状况。对气动阀门定位器的工作特性和控制算法进行了研究。采用比例-积分-微分(PID)控制算法,实现了阀门控制参数的自整定。设计以低功耗MSP430单片机为核心,采集现场的电流、反馈、速度等参数;以阀位反馈和液晶显示为辅助控制单元,结合PID控制算法对工业数据进行处理、运算和显示,完成了阀门控制系统中阀门位置的精确、快速控制。介绍了智能阀门定位器控制系统的硬件设计和软件流程。试验结果表明,该系统定位准确、操作方便、功耗低,完全满足生产定位控制的要求。该定位器工作稳定、可靠性高,调节阀的响应速度和定位器控制精度等技术性能明显优于传统的阀门定位器。该设计提高了阀门的自动化管理水平,为进一步实现复杂的智能控制提供了便利条件。