【摘 要】
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电动执行器广泛应用于工业控制领域,在对阀门进行调节时要求其具有响应速度快、准确性高、无超调、抗干扰性能强等特点。在进行控制的过程中,负载扰动,摩擦扰动以及电机参数的变化等因素都可能会影响系统的控制性能。自抗扰控制(ADRC)广泛应用于高精度控制领域,本文研究采用ADRC策略对电动执行器进行控制,提高系统的控制精度及抗干扰能力。论文在对现有电动执行器控制策略进行研究的基础上,根据电动执行器的结构特点
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电动执行器广泛应用于工业控制领域,在对阀门进行调节时要求其具有响应速度快、准确性高、无超调、抗干扰性能强等特点。在进行控制的过程中,负载扰动,摩擦扰动以及电机参数的变化等因素都可能会影响系统的控制性能。自抗扰控制(ADRC)广泛应用于高精度控制领域,本文研究采用ADRC策略对电动执行器进行控制,提高系统的控制精度及抗干扰能力。论文在对现有电动执行器控制策略进行研究的基础上,根据电动执行器的结构特点及设计要求对系统总体方案进行设计。采用矢量控制方法对驱动电机进行控制,并对电动执行器自抗扰控制器进行了设计。然后建立了电动执行器驱动电机环节、传动系统环节以及阀门环节的数学模型,根据系统传递函数对系统稳定性进行分析。并且通过MATLAB/Simulink对分别采用PID及ADRC算法的电动执行器系统响应速度,跟踪性能以及在输入信号端加入扰动、改变负载力两种情况下的抗干扰性能进行仿真分析。为进一步提高系统的控制精度,本文通过软件算法对调节阀的流量特性进行了修正和补偿设计。最后采用英飞凌SAF-XE167FM-72F80L芯片及飞思卡尔MC56F8255芯片分别对电动执行器控制板和功率板底层程序及PC监控机、LCD显示屏上位机软件程序进行了设计与实现。仿真结果表明与常规PID控制算法相比,采用ADRC策略对电动执行器进行控制,系统响应速度更快、控制精度更高、抗干扰性能更强。通过实验也验证了采用ADRC算法的可行性。
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