[發明專利]定位器

有效

• 申請號: 201310224746.6
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103488184A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 野見山隆;并河將樹
• 申請（專利權）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;F16K31/12
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 肖華

技術領域

本發明涉及一種對閥開度進行控制的定位器。

背景技術

以往，作為對閥開度進行控制的定位器，例如有圖4中示出其主要部分的結構的定位器。在該圖中，200（200A）是定位器，300是閥，在閥300上設有對表示該閥開度的位置進行檢測的位置傳感器10。

定位器200A包括：電流SP轉換部1、控制運算部2、電空轉換器3、氣動放大器4以及閥開度計算部5。

在該定位器200A中，電流SP轉換部1將從上位裝置以4～20mA的信號送來的輸入信號轉換成開度設定信號SP。閥開度計算部5根據位置傳感器10檢測出表示的閥開度的位置，對閥200A的當前的閥開度進行計算，輸出與該計算出的閥開度相符的信號作為實際開度信號PV。控制運算部2求出來自于電流SP轉換部1的開度設定信號SP與來自于閥開度計算部5的實際開度信號PV的偏差，且將對該偏差施行PID控制運算而得到的電信號進行輸出作為控制信號MV。

電空轉換器3將來自于控制運算部2的控制信號MV轉換成空氣壓力（噴嘴背壓）Pn。氣動放大器4將來自于電空轉換器3的空氣壓力Pn作為輸入空氣壓力，對該輸入空氣壓力Pn進行增幅并生成輸出空氣壓力Po，且輸出至閥300的操作器11。由此，操作器11內的隔膜室中流入空氣壓力Po的空氣，閥部12的開度得以調整。

在該定位器200A中，對控制運算部2來說的控制對象也包含對閥300施加的空氣流量和空氣壓力的電空轉換器3及氣動放大器4。電空轉換器3和氣動放大器4的特性為線性的，如果是自然的特性的話，即便是這種控制方式雖然也夠了，但實際上電空轉換器3和氣動放大器4均具有滯后現象或不靈敏區等非線性因素，控制很復雜。并且，由于該定位器200A其反饋信息僅為閥300的實際開度信號PV，如果實際開度信號PV不出現變化的話，則控制輸出（控制信號MV）就無變化。為此，控制性能成問題。所以，專利文獻1中提出了對控制性能進行改進的定位器。

圖5是專利文獻1所示的定位器的概略示意圖。在該定位器200（200B）中，除了表示閥300的當前的開度的實際開度信號PV以外，還將由氣動放大器4輸出的輸出空氣壓力Po的微分值dPo／dt作為壓力微分值反饋給控制運算部2。輸出空氣壓力Po的變化早于實際開度信號PV的變化。為此，通過對輸出空氣壓力Po的變化量進行反饋，可以對實際開度信號PV產生變化之前進行預測。由此，與僅反饋開度信息的情形相比，可以進行優異的控制。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1日本專利第3595554號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，在該專利文獻1所示的定位器200B中，雖然對響應比閥300的實際開度快的氣動放大器4的輸出空氣壓力Po（操作器11的隔膜部的控制壓力）的微分信息進行了反饋，但微分信息在加上了噪聲等的時候，輸出將變得極大。因此，存在控制容易變得不穩定的問題。

本發明正是為了解決這樣的問題而做出的，其目的在于，提供一種在控制過程中無損于穩定性且能夠顯著改進快速響應性能的定位器。另外，在于提供一種除了改進快速響應性能以外，不用擔心產生振蕩等不理想的控制狀況的定位器。

用于解決課題的手段

為了實現這樣的目的，本發明的定位器，包括：控制運算部，其將由上位裝置送來的對于閥的開度設定信號和表示閥的當前的開度的實際開度信號作為輸入，根據該開度設定信號和實際開度信號來生成控制信號；電空轉換器，其將來自于該控制運算部的控制信號轉換成空氣壓力；和氣動放大器，其將該電空轉換器所轉換的空氣壓力作為輸入空氣壓力，將該輸入空氣壓力增幅并生成輸出空氣壓力，并輸出至對閥進行驅動的驅動單元，其特征在于，包括：模式部，其具有將電空轉換器模式化了的輸入輸出特性，將來自于控制運算部的控制信號進行輸入并求出由電空轉換器輸入給氣動放大器的輸入空氣壓力的推定值；和偏差量運算部，其根據由模式部求出的輸入空氣壓力的推定值和由氣動放大器輸出的輸出空氣壓力，來求出氣動放大器從平衡狀態偏移的偏移量，控制運算部根據實際開度信號、開度設定信號、及氣動放大器從平衡狀態偏移的偏移量來決定向電空轉換器的控制輸出。

雖然氣動放大器的輸出空氣壓力取決于輸入空氣壓力，但輸入空氣壓力從平衡狀態變化時，輸出空氣壓力在響應之前會有延遲。另外，給氣動放大器的輸入空氣壓力相對于控制輸出具有非線性因素及無益的時間。為此，如果將其用于控制的話，恐怕會導致振蕩等不理想的控制。