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控制回路中的阀门迟滞补偿方法

发布时间:2022-08-05 03:25   浏览次数:次   作者:yobo体育全站app下载
本文摘要:章节 阀门是掌控电路中常常用于的执行机构,其性能不会影响掌控电路的掌控效果。约有20%-30%的掌控电路波动是由阀门问题导致的,如死区和延缓。 延缓不会造成阀门的输入呈圆形跳跃性,从而使得被控量在设定值附近波动。 延缓补偿通过将补偿信号重新加入到控制器来避免阀门延缓带给的影响。两种基本的延缓补偿方法是ditheringcontrol和impulsive control,然而这两种方法都无法用在气动阀上。

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章节 阀门是掌控电路中常常用于的执行机构,其性能不会影响掌控电路的掌控效果。约有20%-30%的掌控电路波动是由阀门问题导致的,如死区和延缓。 延缓不会造成阀门的输入呈圆形跳跃性,从而使得被控量在设定值附近波动。

延缓补偿通过将补偿信号重新加入到控制器来避免阀门延缓带给的影响。两种基本的延缓补偿方法是ditheringcontrol和impulsive control,然而这两种方法都无法用在气动阀上。

而Hagglund明确提出的Knocker补偿方法有可能是目前最差的延缓补偿方法。对于阀门延缓引发的电路波动问题,也可以通过调节PID控制器的参数来解决问题。本文通过对Knocker补偿方法和PID掌控展开较为,明确提出了一种改良的延缓补偿方法,建模试验指出其具备很好的效果。

一、阀门延缓的定义阀门延缓一般来说是由机械系统中的静摩擦力过大引发的,从而妨碍了阀杆的运动。  图1中:虚线为长时间调节阀的输入输出特性,可以显现出,阀门的输入量与输出量是完全一致的;实线为不存在延缓的调节阀的输入输出特性,它由死区、延缓区、滑动冲刺区和移动区四个部分构成。当阀门抵达A方位时,由于延缓起到,它无法再行移动,只有当控制器输入多达死区和延缓区时,阀门才不会忽然跳动至D方位,并且继续移动。

由于阀门运动的速度极快,阀门在D-E段可能会现身延缓,此时只需解决延缓,阀门就可以之后运动。 综上所述,延缓具备的特性如下:对于变化的输入量,阀门在光滑运动之前不会经常出现再行静止不动然后忽然跳动的现象,这种跳动是由于机械系统的静摩擦力导致的。二、延缓模型的创建    2.1模型的合理性 阀门延缓不会引发掌控电路波动。

如果解决了延缓,阀门将不会再次发生跳动,然后之后追随掌控信号或者在完全相同方向再度粘性。在这个过程中,被控量将不会多达设定值。由于掌控电路的负反馈起到,掌控量将不会向忽略方向变化,直到阀门再次发生跳动。控制器的这种起到将使得阀门在一个较小的输出范围内工作,并引发控制器输入和被控量在它们的平稳值附近波动。

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 根据以上分析可以显现出,阀门一般来说在控制器输入范围(0-100%)的较小区域内运营,直到设定值变化使得阀门抵达另一个运营区域。阀门的延缓不会随着阀门方位的有所不同而有所不同,而由于阀门在一个较小的区域内运营,因此,可以假设延缓的大小基本维持恒定,这样可以所取延缓带上d为一个常数。

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延缓带上d可由掌控电路的数据获得,且可以指出控制器输入曲线的波峰值与波谷值之差就是d,这与工程中延缓的定义完全一致。 非常简单延缓模型可以被指出是一种迟延模型,它体现了阀门对控制器输入的变化表明出有迟延特性,延后的大小由延缓带上d要求。

设计补偿信号时,只需估算使臣阀门方位变化的控制器输入大小,因此,非常简单延缓模型不足以用来展开延缓补偿。 2.2非常简单延缓模型的局限性 用于非常简单延缓模型时,当延缓条件被解决,阀门的方位将再次发生跳动,以紧随控制器输出量的变化,这在物理上是很难构建的,且阀门的动态特性也被忽略了。

虽然非常简单延缓模型有这样的缺失,但对于闭环条件下的延缓补偿早已充足了。三、解决问题阀门延缓问题的方法 Gerry和Ruel于2001年明确提出了应付延缓的在线简单方法,即增大或除去控制器的分数起到,以不存在稳态误差的代价来增加波动。

而延缓补偿算法可以通过重新加入补偿信号到控制器,获得没稳态误差的结果。Hagglund于2002明确提出了一种很好的补偿方法,将要Knocker信号重新加入到掌控信号来展开延缓补偿,这有可能是目前最差的延缓补偿方法。Knocker信号是一系列的脉冲信号,如图2右图,它有幅度a、脉冲宽度T和邻接脉冲的时间间隔hk三个参数。

  引进补偿信号的掌控电路如图3右图。  综上所述,Knocker补偿信号的原理如下:补偿信号可以使阀门的方位提早产生变化,补偿信号越大,则阀门方位变化越大;补偿信号就越小,阀门方位将会变化,即当是的补偿信号不起作用。由于补偿信号的符号是由控制器输入的变化率要求的,因此,可以让阀门在准确的方向上提早起到,从而增加阀门延缓的影响。 似乎,Knocker信号三个参数的大小不会影响补偿起到的优劣。

Srinivasan和Rengaswamy于2005年辩论了这三个参数的原作方法,经过大量实验,获得了这三个参数的拟合设置,即:  式中:d为延缓带上;h为取样时间。


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