【摘 要】
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智能阀门在过程控制中发挥着举足轻重的作用,是工业控制领域的重要组成部分。为提高智能阀门性能及安全性,本文以天津奥美自动化系统有限公司的电动执行器为研究对象,利用异步电机矢量控制的方法,开展智能阀门行程优化与过载保护系统研究。本文从异步电机矢量控制理论的研究、硬件系统的构建以及系统软件优化的编程实现三个方面开展研究工作。（1）基于矢量控制中Clark变换和Park变换两种坐标变换方法,遵循按转子磁场
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智能阀门在过程控制中发挥着举足轻重的作用,是工业控制领域的重要组成部分。为提高智能阀门性能及安全性,本文以天津奥美自动化系统有限公司的电动执行器为研究对象,利用异步电机矢量控制的方法,开展智能阀门行程优化与过载保护系统研究。本文从异步电机矢量控制理论的研究、硬件系统的构建以及系统软件优化的编程实现三个方面开展研究工作。（1）基于矢量控制中Clark变换和Park变换两种坐标变换方法,遵循按转子磁场定向原则,建立同步旋转坐标系异步电机数学模型,实现系统解耦。在SVPWM算法的数字实现方面,完成目标矢量扇区判断、基本矢量作用时间以及相关寄存器赋值相关公式的推导。（2）根据研究对象特性,完成系统检测装置的机械设计以及传感器选型。同时,基于异步电机矢量控制理论,设计二极管整流电路、IGBT逆变电路、光耦驱动电路以及各种检测电路,构建异步电机矢量控制硬件系统。（3）为实现检测数据实时显示,利用Visual Studio 2017软件编程PC上位机软件,通过Modbus协议建立上位机与各传感器的通讯,完成上位机实时显示检测数据功能。为实现异步电机矢量控制,基于异步电机矢量控制理论和异步电机矢量控制硬件系统基础,完成软件系统整体构建,完成矢量控制坐标变换、PI调节器控制以及SVPWM算法的软件编程实现。利用异步电机矢量控制对转矩、转速的精确控制,实现智能阀门行程优化和过载保护。最后,在Simulink中搭建矢量控制以及SVPWM算法的模型进行仿真试验,经仿真验证,方案可行。利用设计的检测装置对系统进行现场测试,试验结果表明智能阀门运行过程得到优化、过载保护效果得到加强。
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