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.pdf

于预估模糊白适应PID控制的智能电气阀门定位器的应用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刘娜,何永勃,苏必国(中国民航大学航空自动化学院天津,300300) 摘要: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预估及模糊白适应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。关键词:智能控制;阀门定位器;SInith;模糊白适应PID A;h :Intelligentelectro-&'tionaleonlrolmethods uracymodel,anovelintelligentalg~biningSmithpredictorandfuzzya(1al砸vePID, pensatethepuretimedelay,,fast response,noovershootandhighrobusmess. KeyWOldS-"Intelligentcontrolalgofithrn;Valvepositioner;Smith;FuzzyadaptivePID 中图分类号: 文献标识码:B 文章编号:1O01-9227(2010)04—0066-03 0 引言阀门定位器是一种辅助控制仪表,存J:业生产中r 有极其重要的地位,一定程度上它决定了过程控制的调节品质,随着过程控制水平的发展,定何器也必须断发展以满足现代生产对过程控制的要求?。德国SIEMENS的SIPARTPS2、美国FISHER的DVC5000和日本山武的AVP300等智能阀门定位器占据国内外大部分市场,其产品定位精度高,性能稳定,处十世界先进水平, 但是价格昂贵。国产阀门定位器故障率较高,主要问题在于控制算法稳定性不高。因此对智能电气阀门定位器控制算法的研究是非常必要的。 PID是最早发展起来的控制策略之,由于其算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点,被广泛应用于上业过程控制,尤其是用于可建立精确数学模型的确定性摔制系统。然而,实际工业生产过程大都具有非线性、大时滞、时变、不确定性,难以建立精确数学模型,这里介绍一种适用于智能电气阀门定位器的智能控制算法,它结合了模糊自适应PID控制和Smith预估控制方法。 1 系统的总体结构系统结构如图l所示,两个压电阀A、B分别是进气阀和排气阀,均有“开”和“关”两种状态。在任意时刻,阀 A、B只有一个开通,另一个处于关闭状态。当控制信号即要求的阀门开度大于实际阀位反馈信号时,阀A开通,由于压缩空气的压力大于膜头内的压力,冈此压缩窄气进入调节阀,阀杆向下移动,开度增大;反之,当实际的丌度比要求开度大时,阀B开通,调节阀气室内的压缩空气由收稿日期:2o10一o3—15 作者简介:刘娜(1985一),女,硕士研究生,主要研究方向为检测技术与自动化装置。阀B排入大气,同时切断阀A,使膜头里的空气排出,阀杆在弹簧的作用下向上移动,开度减小。反馈电位器是检测阀门所处开度