CN102287572B - 一种智能阀门定位器的脉冲控制方法 - Google Patents

一种智能阀门定位器的脉冲控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102287572B
CN102287572B CN2011102069949A CN201110206994A CN102287572B CN 102287572 B CN102287572 B CN 102287572B CN 2011102069949 A CN2011102069949 A CN 2011102069949A CN 201110206994 A CN201110206994 A CN 201110206994A CN 102287572 B CN102287572 B CN 102287572B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
chip microcomputer
value
dead band
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2011102069949A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102287572A (zh
Inventor
冀青
李强
李东辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhonghuan TIG Co Ltd
Original Assignee
Zhonghuan TIG Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhonghuan TIG Co Ltd filed Critical Zhonghuan TIG Co Ltd
Priority to CN2011102069949A priority Critical patent/CN102287572B/zh
Publication of CN102287572A publication Critical patent/CN102287572A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102287572B publication Critical patent/CN102287572B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

本发明涉及一种智能阀门定位器的脉冲控制方法，将阀门从反馈位置到阀门指定位置的区间分为全速区、中速区、死区三部分，在全速区内，单片机发出持续电平到压电阀，快速改变执行机构气室的压力，阀门全速运行；在中速区，单片机发出连续脉冲到压电阀，断续的改变执行机构气室的压力，阀门低速运行；在死区内，单片机不发脉冲，阀门停止，根据最小定位脉冲宽度的大小将中速区等分为若干控制段，本方法可实现智能阀门定位器的简单、精确控制。

Description

一种智能阀门定位器的脉冲控制方法
技术领域
本发明涉及智能阀门定位器，特别涉及一种智能阀门定位器的脉冲控制方法。
背景技术
智能阀门定位器以单片机为核心，接收来自调节器的设定阀门开度的电流信号即阀门指定位置，将这个信号与从阀位传感器反馈回来的实际开度信号即阀门的反馈位置进行比较，如果单片机得到一个偏差信号，则根据偏差的大小及方向输出一个相应的脉冲宽度调制（PWM）信号到的压电阀，控制执行机构进行排气或吸气，从而达到阀门的准确定位。
 目前智能阀门定位器的控制方法主要有以下三种：一是PID（比例、积分、微分）控制方法，该控制方法要对比例系数P、积分系数I、微分系数D三个参数进行标定，标定过程中要进行大量的实验，非常复杂。二是九点控制器方法，这种方法是根据偏差和偏差变化率将系统运行状态分为9 种工况, 在不同工况下采用不同的比例控制策略，控制参数较多并且标定也较为复杂，其控制参数与性能指标间的定量关系及其控制参数之间的配置关系也需进一步的研究。三是模糊控制与PID控制结合起来的自适应模糊PID控制方法，虽然该方法可以使系统达到较满意的控制效果，但需对参数模糊化，去模糊等一系列操作，仍很复杂。因此简单，精确的智能阀门定位器控制方法成为目前研究的热点。
发明内容
鉴于上述现有技术状况，本发明的目的是提供一种简单，精确的智能阀门定位器控制方法。其原理是比较阀门反馈位置值与阀门指定位置值，若存在偏差，单片机则根据控制程序输出相应指令给压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的气流量，使阀门运行到指定位置。
本发明的具体技术方案是：一种智能阀门定位器的脉冲控制方法，其特征在于，采用单片机对阀门指定位置信号和阀门反馈位信号作比较，并判断阀门反馈位信号与指定位置信号之间存在的偏差，单片机根据判断结果输出相应指令给压电阀，压电阀动作，压电阀把电控制信号转换为机械的位移，推动阀芯，进而调节进入执行机构气室的气流量，使阀门运行到与指定位置，所述控制方法包括如下次序步骤：
步骤一：根据阀门反馈位置与阀门指定位置的偏差，将阀门从反馈位置到阀门指定位置的区间分为全速区、中速区、死区三部分；
全速区的起点为阀门反馈位置，终点为阀门指定位置减去阀门的惯量值；
中速区的起点为阀门指定位置减去阀门的惯量值，终点为阀门指定位置减去死区值；
死区的起点为阀门指定位置减去死区值，终点为阀门指定位置；
步骤二：在全速区内，单片机发出持续电平到压电阀，快速改变执行机构气室的压力，阀门全速运行；在中速区，单片机发出连续脉冲到压电阀，断续的改变执行机构气室的压力，阀门低速运行；在死区内，单片机不发脉冲，阀门停止；
设定中速区的长度为阀门的惯量值，并且将其等分为若干控制段，等分的段数等于最小定位脉冲宽度，在每一段内，单片机发出占空比为大于0%小于100%的PWM信号，在靠近死区的控制段，PWM信号的脉冲宽度为最小定位脉冲宽度，依次每段增加2毫秒，在PWM信号周期不变的情况下，PWM信号占空比与偏差成线性关系；
所述阀门的惯量值，是指阀门在全速运行过程中，单片机发送持续电平信号消失后阀门由于惯性而产生的位移；阀门的惯量值在初始化过程中测得；
所述最小定位脉冲宽度是指保证阀门微动的最小脉冲宽度，在初始化过程中测得；     所述占空比大于0%小于100%的PWM信号，其PWM信号的脉冲宽度T与周期D的关系为：D=(T-2)/10*10+40，单位为毫秒；
所述全速区的长度=偏差值--（惯量值+死区值）；   
所述阀门反馈位置、阀门指定位置、惯量值、死区值、偏差值的均为单片机通过AD采集得到的实际数量换算成相对于满量程的百分比，即归一化的值。  
所述控制方法的软件系统程序流程如下：
（1）开始；
（2）采集阀门反馈位置信号和阀门指定位置信号；
（3）比较阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值，并求出偏差；
（4）根据偏差判断当前阀门位置，若阀门处于全速区，则单片机发出持续电平令阀门全速运行；若阀门处于中速区，则单片机根据阀的位置计算出PWM信号的宽度及周期，单片机发出连续PWM信号到压电阀，断续地改变执行机构气室的压力；若阀门处于死区，则令阀门停止转动。
（5）返回开始。  
本发明的有益效果是：与以往的控制方法相比，通过比较阀门反馈位置与指定位置，由单片机判断反馈位置与指定位置存在的偏差，根据预制程序输出相应指令给压电阀，压电阀动作，压电阀把电控制信号转换为机械的位移，推动阀芯，进而调节进入执行机构气室的气流量，使阀门运行到指定位置。本控制方法简单，可以使系统达到满意的控制效果，可实现智能阀门定位器的简单、精确控制。
附图说明
     附图1是本发明的脉冲控制示意图；
     附图2是本发明的程序流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，智能阀门定位器采用单片机对阀门指定位置和阀门反馈位值作比较，如果单片机检测到有偏差，则根据偏差大小判断阀门当前所处的控制段，若处于全速区单片机发出持续电平，阀门全速运行；若处于中速区，根据阀的位置计算出PWM信号的宽度及周期，单片机发出连续PWM信号到执行机构，断续的改变执行机构气室的压力，直到阀门运行到死区，此时单片机不发出控制信号，阀门停止。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (1)

1.一种智能阀门定位器的脉冲控制方法，其特征在于，采用单片机对阀门指定位置信号和阀门反馈位信号作比较，并判断阀门反馈位信号与指定位置信号之间存在的偏差，单片机程序根据判断结果输出相应指令给压电阀，压电阀动作，压电阀把电控制信号转换为机械的位移，推动阀芯，进而调节进入执行机构气室的气流量，使阀门运行到指定位置，所述控制方法包括如下次序步骤：
步骤一：根据阀门反馈位置与阀门指定位置的偏差将阀门从反馈位置到阀门指定位置的区间分为全速区、中速区、死区三部分；
全速区的起点为阀门反馈位置，终点为阀门指定位置减去阀门的惯量值再减去死区值；
中速区的起点为阀门指定位置减去阀门的惯量值再减去死区值，终点为阀门指定位置减去死区值；
死区的起点为阀门指定位置减去死区值，终点为阀门指定位置；
步骤二：在全速区内，单片机发出持续电平到压电阀，快速改变执行机构气室的压力，阀门全速运行；在中速区，单片机发出连续脉冲到压电阀，断续的改变执行机构气室的压力，阀门低速运行；在死区内，单片机不发脉冲，阀门停止；
设定中速区的长度为阀门的惯量值，并且将其等分为若干控制段，等分的段数等于最小定位脉冲宽度，在每一段内，单片机发出占空比大于0%小于100%的PWM信号，在靠近死区的控制段，PWM信号的脉冲宽度为最小定位脉冲宽度，依次每段增加2毫秒，在PWM信号周期不变的情况下，PWM信号占空比与偏差成线性关系；
所述阀门的惯量值，是指阀门在全速运行过程中，单片机发送持续电平信号消失后阀门由于惯性而产生的位移； 阀门的惯量值在初始化过程中测得；
    所述最小定位脉冲宽度是指保证阀门微动的最小脉冲宽度，在初始化过程中测得；
     所述占空比大于0%小于100%的PWM信号，其PWM信号的脉冲宽度T与周期D的关系为：D=(T-2)/10*10+40，单位为毫秒；
     所述全速区的长度=偏差值－（惯量值＋死区值）；所述阀门反馈位置、阀门指定位置、惯量值、死区值、偏差值均为单片机通过AD采集得到的实际数量换算成相对于满量程的百分比，即归一化的值;所述控制方法的软件系统程序流程如下：                                                                                              
（1）、开始；
（2）、采集阀门反馈位置信号和阀门指定位置信号；
（3）、比较阀门定位器的位置反馈点的值和阀门位置指定点的值，并求出偏差；
（4）、根据偏差判断当前阀门位置，若阀门处于全速区，则单片机发出持续电平令阀门全速运行；若阀门处于中速区，则单片机根据阀的位置计算出PWM信号的宽度及周期，单片机发出连续PWM信号到压电阀，断续地改变执行机构气室的压力；若阀门处于死区，则令阀门停止转动；
（5）、返回开始。
CN2011102069949A 2011-07-22 2011-07-22 一种智能阀门定位器的脉冲控制方法 Active CN102287572B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102069949A CN102287572B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种智能阀门定位器的脉冲控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102069949A CN102287572B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种智能阀门定位器的脉冲控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102287572A CN102287572A (zh) 2011-12-21
CN102287572B true CN102287572B (zh) 2012-08-22

Family

ID=45334226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102069949A Active CN102287572B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种智能阀门定位器的脉冲控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102287572B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797906B (zh) * 2012-07-26 2014-09-10 杭州博流科技有限公司 电磁阀式阀门定位器及其控制方法
CN103195975B (zh) * 2013-04-12 2015-02-11 合肥工业大学 一种变pwm占空比的压电式阀门定位器控制方法
CN104482269B (zh) * 2014-12-19 2017-01-11 重庆川仪自动化股份有限公司 一种压电阀的精确控制方法及系统
CN104632789B (zh) * 2014-12-31 2016-08-24 重庆川仪自动化股份有限公司 气动执行机构的控制方法
CN106763980B (zh) * 2017-02-23 2019-02-19 武汉拓优智能股份有限公司 一种喷嘴挡板式智能阀门定位器的控制方法
US11079774B2 (en) * 2017-11-30 2021-08-03 Fujikin Incorporated Flow rate control device
CN111102392B (zh) * 2018-10-26 2022-01-11 浙江三花智能控制股份有限公司 一种控制系统及电动阀的控制方法
CN110985747B (zh) * 2019-08-09 2021-12-28 浙江中控技术股份有限公司 一种压电阀门定位器及其快速定位方法
CN114135790A (zh) * 2021-11-29 2022-03-04 中铁隧道局集团有限公司 一种全电控智能互联盾构保压系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245871A (zh) * 2008-01-31 2008-08-20 浙江大学 数字电气阀门定位器及其方法
US7466100B2 (en) * 2004-01-21 2008-12-16 Peaktronics, Inc. Digital high-resolution controller
CN101763121A (zh) * 2008-01-31 2010-06-30 浙江大学 数字电气阀门定位方法
CN102052514A (zh) * 2010-12-17 2011-05-11 中环天仪股份有限公司 一种智能阀门定位器简易控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006510923A (ja) * 2002-11-08 2006-03-30 ナノリン インク． 動的マイクロポジショナーとアライナー

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7466100B2 (en) * 2004-01-21 2008-12-16 Peaktronics, Inc. Digital high-resolution controller
CN101245871A (zh) * 2008-01-31 2008-08-20 浙江大学 数字电气阀门定位器及其方法
CN101763121A (zh) * 2008-01-31 2010-06-30 浙江大学 数字电气阀门定位方法
CN102052514A (zh) * 2010-12-17 2011-05-11 中环天仪股份有限公司 一种智能阀门定位器简易控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102287572A (zh) 2011-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102287572B (zh) 一种智能阀门定位器的脉冲控制方法
CN102080735A (zh) 一种压电开关式阀门定位器控制方法与系统
GB2370654B (en) Intelligent valve positioner tuning
CN102384618A (zh) 一种热泵热水器系统电子膨胀阀开度的控制方法
CN101169141A (zh) 电液比例流量阀调速控制系统和方法
CN102052514B (zh) 一种智能阀门定位器简易控制方法
CN102239317B (zh) 内燃机的控制装置
CN203396032U (zh) 基于模糊自适应pid的室温控制装置
CN106707753A (zh) 一种泵用直线电机自适应控制方法
CN103888045A (zh) 一种开关磁阻电机速度与加速度双闭环控制方法
GB2517166A (en) A method and system of cleaning a control valve
CN103713519A (zh) 比例放大器pid参数自整定控制方法及比例放大器、比例电磁阀
CN102245884A (zh) 用于带有共轨系统的内燃机的控制和调节方法
CN203908357U (zh) 一种用于蒸汽减温减压系统的自动控制装置
CN100585520C (zh) 一种直流电机角位移pid控制方法
CN1474965A (zh) 用于控制滞后－超前过程中一个可变超前参数与一个可调滞后参数之间比例的方法和系统
CN100516485C (zh) 重型增压稀燃天然气发动机燃料供给控制器
CN102425503B (zh) 基于硬件恒流控制的轨压预控制系统及控制方法
CN111086266B (zh) 智能压力机自适应变速停车方法及装置
CN104632789B (zh) 气动执行机构的控制方法
KR101914756B1 (ko) 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법
CN202872716U (zh) 用于发电机的温度控制及调速系统
RU2778417C1 (ru) Способ управления двухвальным газотурбинным двигателем с регулируемыми направляющими аппаратами компрессоров высокого и низкого давления
CN203809055U (zh) 一种罗茨式小型蒸汽发电机组的进气控制装置
Li et al. The research of a piezoelectric valve positioner control algorithm

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant