阀门定位器在气动伺服定位系统中充当着核心控制器的作用,在现代工业过程控制等领域有着广泛的应用。阀门定位器包括了控制器、电气转换单元和阀位反馈单元三部分。电气转换单元内部又包括力矩马达、喷嘴挡板和继动器三部分。阀门定位器的机理建模和实验研究结合了理论知识和实验验证深入研究了定位器的模型,为进一步深入研究定位器提供了基础。　　 本论文首先介绍了阀门定位器的基础知识,对其基本原理、系统构成进行了介绍。然后分别对阀门定位器的构成部件:力矩马达、喷嘴挡板和继动器的工作原理进行了详细说明。力矩马达是定位器的核心组成部件,针对其个别性能参数难以获得的情况,我们采用了基于部分数据的最小二乘拟合法进行辨识。本文结合磁路学和电路学的知识对力矩马达进行机理建模,构建了力矩马达的系统模型。力矩马达结合喷嘴挡板一同构建了定位器中电气转换单元,而喷嘴挡板结构简单工作效率高,我们从流体力学的角度出发结合流量和压强的动态关系进行了机理分析和建模。本文重点对继动器内部构成、工作过程进行了详尽的阐述,分别对继动器的进气、排气等不同状态下的气体流量进行了详尽的机理建模。根据气体质量流量在声速和亚声速流通下满足不同的流量方程,区别得进行了建模。为了验证所建立的阀门定位器机理建模的正确性,分别对力矩马达、继动器设计了不同的实验平台和实验方案,结合数据采集卡、串口通信等采集到大量的实验数据。通过实测数据的分析来验证机理模型的正确性。同时不断修正和完善我们的机理模型,以求使机理模型更加吻合实测数据曲线。　　 最后进行实验分析和模型的验证。通过对实验数据的分析,验证了所建力矩马达机理模型的正确性。尤其是对继动器在进气和排气状态下的机理模型,通过实验分析确定了其正确性和可行性。最后我们将力矩马达和继动器作为一个整体对输入输出数据进行采集,来验证智能阀门定位器的机理模型。通过对阀门定位器的机理建模和实验研究,最终我们建立了力矩马达的机理模型和继动器在不同工作状态下的机理模型,实验研究也进一步证明了建立的机理模型的正确性。