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薄膜电子式及压电智能式电气转换器控制系统的研制

武文良  
【摘要】:电—气转换器是一种完成由电信号到气信号转换的装置,是自动化过程控制系统中不可或缺的关键设备。综合分析国内外相关领域的研究现状,电子化和智能化已成为电—气转换器领域发展的必然趋势与迫切要求。 本课题是与鞍山热工仪表(集团)股份有限公司合作,由鞍山市科委立项的科技攻关项目,也是国家科技部科技型中小企业创新基金项目。课题完成了新型电子式及智能式电—气转换器的两套控制系统的开发。这是本所第一次全面系统地对电—气转换器控制系统的自主研发,推进了电—气转换器的产业化进程。本论文分别论述了薄膜电子式电—气转换器和压电智能式电—气转换器的实现方法及关键技术,并重点阐述了两种转换器控制系统的设计方法。 薄膜电子式电—气转换器在变换原理上采用气路磁路一体化设计的喷嘴/挡板结构和小惯量复合膜片,响应速度快,转换效率高。在控制方式上采用闭环比例积分无差自动控制与自动补偿技术,控制精度高。控制电路以比例积分调节器和精密固态压力传感器为核心,采用闭环反馈实时校正控制方法,较好地实现了控制目标。 压电智能式电—气转换器采用压电陶瓷复合圆盘作为挡板微动执行机构,突破了电—气转换装置机械结构的传统模式,结构简单,易于控制。控制系统以AT90S8535微处理器为核心,由软、硬件共同实现控制任务,具有控制智能化、诊断智能化、保护智能化的显著特点。控制方法采用模拟、数字双闭环嵌套控制,使用软件滤波、数字PID控制等技术,大大提高了控制精度与系统可靠性。系统模块化程度高,控制软件可在线升级,利于实现产品的兼容性与系列化。 经过对转换装置的静态测试及整机现场运行,结果表明,薄膜电子式电—气转换器及压电智能式电—气转换器控制系统设计合理,性能可靠,达到了预期的控制目标。


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