检索结果-南通市图书馆

液压与气动 2007年第8期31卷 13-16页

作者：吴海燕尚群立杭州电子科技大学信息与控制研究所浙江杭州310018

简要介绍了气动定位系统的基本特性和建模的发展情况。文章分析得出气动定位系统的模型由线性到非线性,建模目的从理论研究到实际应用的方向发展,并提出了气动定位系统建模待解决的问题。

关键词：机理分析系统辨识气动定位系统模型

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执行器气动定位系统的实验建模

执行器气动定位系统的实验建模

作者：黄存坚杭州电子科技大学

学位级别：硕士

执行器作为三大工业自动化基础装备(检测仪表、集散控制系统(DCS)、执行器)之一,其技术水平对流程工业生产的质量、效率、安全性和节能环保等有着重要的影响。气动执行器作为过程控制系统终端执行仪表,其定位系统的建模与辨识研究不但... 详细信息

执行器作为三大工业自动化基础装备(检测仪表、集散控制系统(DCS)、执行器)之一,其技术水平对流程工业生产的质量、效率、安全性和节能环保等有着重要的影响。气动执行器作为过程控制系统终端执行仪表,其定位系统的建模与辨识研究不但是研究智能阀门定位器精确定位控制算法、控制阀优化设计、执行器故障诊断与维护管理等技术的关键理论基础,也是过程控制系统动态性能改进提高的基础。本文以气动执行器为对象,搭建了相应的实验平台,基于实测数据,首先采用最小二乘法进行曲线拟合,辨识获得了带纯滞后的高阶系统模型,其次研究了常规遗传算法存在的问题并加以改进,最后将遗传算法引入系统模型辨识,分别获得了气动执行器进气与排气的高精度动态模型。首先介绍最小二乘法辨识法基本原理,推导出低阶、高阶连续模型参数估计的公式,详细介绍延时时间的选定方法、函数多重积分的计算、辨识模型评价的时域误差和参数估计的基本流程。接着设计并编写最小二乘法程序,获得气动执行器阀杆正向、反向位移的高精度动态模型,并对其进行验证。由辨识结果可知,当气动执行器进气、排气时,阀杆正向、反向位移模型分别是二阶和三阶时滞模型。最后研究两个实验参数:采样间隔时间Δt和截止时间t N对参数估计的影响,发现在阶跃响应实验中如果时间Δt越小,测取激励数据越多,那么模型参数的估计值越精确,反之估计值就有很大误差。常规遗传算法收敛速度慢,进化过程中因封闭竞争易产生“早熟”现象。针对上述问题,重点研究交叉算子和变异算子基本原理,并且分别对其提出改进方法。改进交叉算子拓展染色体基因的活动区间,保持基因的多样性,并且使种群个体能够从局部最优解中逃离。改进变异算子的变异概率不是常量,类似于变异步长,随着进化代数增加而变小。为了避免高变异概率破坏父代优秀染色体,本文还引入了基于适应度的回插策略,它的基本思想:选择、交叉和变异操作获得的所有子代代替最不适应的父代个体,组成一个新的子代种群。以数字仿真的形式,分别对同一个仿真对象进行阶跃响应实验、脉冲响应实验,发现两个辨识模型与仿真对象几乎是一样的。最后以实验方法证明:即使没有充足激励数据,基于遗传算法辨识法也能取得气动执行器进气与排气的高精度动态模型。

关键词：气动定位系统传递函数遗传算法最小二乘法系统辨识

基于MATLAB/SIMULINK的气动定位系统仿真平台研究

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基于MATLAB/SIMULINK的气动定位系统仿真平台研究

作者：何义方杭州电子科技大学

学位级别：硕士

为了对气动定位系统的动静态特性和控制算法进行深入的理论研究分析，一个能反映系统性能的仿真系统已成为必不可少的工具。MATLAB/SIMULINK因其面向图形对象的模块化建模和可视化仿真技术使其成为当前最为流行的计算机建模仿真工具。基... 详细信息

为了对气动定位系统的动静态特性和控制算法进行深入的理论研究分析，一个能反映系统性能的仿真系统已成为必不可少的工具。MATLAB/SIMULINK因其面向图形对象的模块化建模和可视化仿真技术使其成为当前最为流行的计算机建模仿真工具。基于MATLAB/SIMULINK的气动定位系统仿真平台充分体现了灵活通用、界面友好、扩充性强和高度可视化的特点，具有很好的研究意义。本文以建立一个用于气动定位系统特性仿真的可重用、扩展灵活的气动定位系统通用仿真平台为目标。首先，运用模块化建模思想，按照系统工作流程把整个系统分解为三个子系统，各子系统进一步分为不同的功能相互独立的模块。在分析各子系统的结构和工作原理基础上，建立以系统仿真研究为目的的系统各组件模块数学模型。其次，以MATLAB/SIMULINK高级图形仿真环境为开发平台，运用面向图形模块对象的层次化设计方法建立了气动定位系统通用仿真平台框架。运用SIMULINK建模中的“自上而下”的设计流程将系统数学模型模块化，整合优化模型模块，以实现模块的可重用性和扩展性，并建立系统自定义模块库。这些问题是建立仿真平台必然遇到的问题，关系到模型的功能实现、可读性和运行效率等。此外，讨论了模型中参数的来源及其特点，并利用SIMULINK模块库和系统自定义模块库搭建气动定位系统仿真平台。利用SIMULINK交互式图形化仿真环境，设计建立了一整套基于模型仿真需要的可视化界面。最后，以流体实验室的设备为基础搭建实验台并组织实验。以研华采集卡和工控机为工具，运用组态王软件实现了数据的采集和存储。实验测定了模型中的粘滑摩擦系数和继动器阀芯等效开口截面积。分别在50%阶跃输入和100%阶跃输入条件下验证该仿真平台的动态特性，并给出了系统实验波形和仿真响应。分析了实验结果和仿真结果误差比较大的几个点的原因。实验研究表明，所开发的系统仿真平台能够反应真实系统的性能，且模块齐全、通用性强、使用方便，有较好的扩展性和开放性。

关键词：气动定位系统 MATLAB/SIMULINK 仿真平台执行器调节阀

基于2D数字阀的计算机控制气动伺服定位系统的研究

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机床与液压 1997年第2期25卷 28-30页

作者：姜伟项祖丰阮健浙江工业大学

基于2D数字阀的计算机控制气动伺服定位系统采用自行开发的2D数字阀，通过PID控制方式用计算机实现螺母与丝杆相对位置的定位。为进一步实现高精度的定位进行了理论研究工作。

关键词：气动定位系统 PID控制气动伺服系统

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基于模糊控制理论的气动定位系统的研究

科技创新导报 2009年第11期6卷 3-3页

作者：张前燕山大学科学技术处河北秦皇岛066004

本文将模糊控制理论引入气动定位控制系统,通过将模糊控制器写入可编程逻辑控制器,实现气动系统的精确定位,实验表明该系统定位精度高,超调量小。

关键词：模糊控制器气动定位系统 PLC

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一种新型气动高精度定位系统

液压气动与密封 1997年第3期17卷 17-18页

作者：梁立军李军王祖温 SMC-哈工大气动技术中心 150001

本文介绍一种用高精度定位气缸组成的气动高精度定位系统，解决了普通气缸多点定位的困难。该系统具有开发周期短、容易实现、定位精度高的特点，能够在工业中得到广泛应用。

关键词：高精度定位气缸气动定位系统可编程控制器

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气动执行器系统的故障诊断

气动执行器系统的故障诊断

作者：张二青杭州电子科技大学

学位级别：硕士

执行器是工业自动化过程的基础装备之一,是自动调节系统的终端执行仪表,在流程工业中起着非常重要的作用。执行器技术的发展深刻地影响着生产过程的安全性和可靠性。由于执行器需要频繁动作,且大多数执行器都安装在高温、高压等恶劣的... 详细信息

执行器是工业自动化过程的基础装备之一,是自动调节系统的终端执行仪表,在流程工业中起着非常重要的作用。执行器技术的发展深刻地影响着生产过程的安全性和可靠性。由于执行器需要频繁动作,且大多数执行器都安装在高温、高压等恶劣的环境条件下,非常容易发生故障,因此必须加大对气动执行器技术的发展。气动执行器技术的发展,除提升纯技术层面的水平之外,更需要加大对执行器气动定位系统建模等基础理论的研究。执行器气动定位系统的建模研究,不仅为阀门定位器的控制算法设计、执行器故障诊断等理论研究奠定了基础,而且也是将这些理论转化为实际应用技术的关键。首先,介绍了执行器气动定位系统的组成及工作原理。它由电-气阀门定位器、气动薄膜执行机构和阀位反馈机构组成。电-气阀门定位器包括控制器、力矩马达、继动器和阀位反馈机构;气动薄膜执行机构由膜头和弹簧机构组成。通过分析执行器气动定位系统的阶跃响应,在分析实验输入、输出数据的基础上建立了执行器气动定位系统的开环模型。在分析系统阶跃响应时,分别采用了特征面积法、飞升曲线法和最小二乘等方法实现了对系统阶跃响应的辨识,得到了系统的传递函数模型。通过比较这些辨识方法,结合执行器本身机械限位的作用,提出了一种基于部分数据的阶跃响应辨识方法,所得模型精度得到大幅提高。其次,分析了阀门定位器、气动执行机构以及调节阀的常见故障,并运用BP神经网络算法结合所得试验参数对执行器系统网络结构进行了训练和学习。采用3层BP神经网络对执行器故障进行泛化,输入数据为MATLAB/Simulink的DABlib模块发生的正常工作和不同故障情况下的试验参数数据,输出为对不同故障类型进行相应的编码,对阀体堵塞、阀或阀座沉积物、介质蒸发或临界流、位置反馈信号传感器故障、定位器弹簧故障、阀体压差不正常的变化等气动定位系统的常见故障进行了诊断。最后,在MATLAB/Simulink环境下,将检验样本通过执行器网络,通过比较其输出结果与期望结果,证明了所用算法的正确性和可行性。本文在研究气动定位系统工作原理基础上,一方面,用实验建模法建立了气动定位系统的数学模型,提出了一种基于部分数据的阶跃响应辨识方法;另一方面,在建立气动执行器系统仿真模型的基础上,对阀门定位器、气动执行机构和调节阀的常见故障运用BP神经网络算法进行了诊断。最后运用MATLAB/Simulink平台,通过实际输出结果和期望结果的比较,验证了算法的正确性。

关键词：气动定位系统系统辨识阀门定位器气动执行机构调节阀 BP神经网络 MATLAB