[發(fā)明專利]基于智能定位器的氣動(dòng)閥門(mén)特性參數(shù)檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110156284.3
• 申請(qǐng)日: 2021-02-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112945542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜家驥;江愛(ài)朋;張博;王浩棟;王浩坤;趙偉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/003
• 分類號(hào): G01M13/003;G01B21/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.基于智能定位器的氣動(dòng)閥門(mén)特性參數(shù)檢測(cè)方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟A1：通過(guò)人機(jī)交互模塊，用戶預(yù)設(shè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥規(guī)格指標(biāo)，包括控制精度β和調(diào)節(jié)閥額定行程L；

步驟A2：智能定位器接收上位機(jī)發(fā)送給信號(hào)輸入模塊的目標(biāo)閥位值r(t)和信號(hào)采集模塊采集的當(dāng)前閥位值c(t)；

步驟A3：將目標(biāo)閥位值r(t)和當(dāng)前閥位值c(t)進(jìn)行實(shí)時(shí)比較,如果r(t)-c(t)＞ε,則進(jìn)入步驟A4,否則進(jìn)入步驟A5；

步驟A4：通過(guò)智能定位器的控制策略，計(jì)算出當(dāng)前控制所需的最佳PWM占空比，使得r(t)-c(t)≤ε，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥閥位快速穩(wěn)定地控制；轉(zhuǎn)入步驟A3,循環(huán)執(zhí)行；

步驟A5：上位機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊的當(dāng)前閥位值c(t)，計(jì)算出氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥特性參數(shù):死區(qū)、回差、基本誤差、始終點(diǎn)偏差和額定行程偏差；

步驟A6：步驟A5計(jì)算的特性參數(shù)結(jié)果均符合氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，則打印出廠報(bào)表；否則，調(diào)用報(bào)警模塊對(duì)用戶提示。

2.如權(quán)利要求1所述的基于智能定位器的氣動(dòng)閥門(mén)特性參數(shù)檢測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟A2具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:

步驟B1：上位機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)輸入模塊，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，發(fā)送至智能定位器；

步驟B2：智能定位器接收到電信號(hào)，并設(shè)置為目標(biāo)閥位值r(t)；

步驟B3：開(kāi)關(guān)式壓電閥將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)，控制進(jìn)氣口、排氣口的開(kāi)關(guān)，同時(shí)帶動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；

步驟B4：在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿處，安裝隨動(dòng)平衡桿；

步驟B5：信號(hào)采集模塊通過(guò)檢測(cè)隨動(dòng)平衡桿移動(dòng)的相對(duì)位置，來(lái)確定當(dāng)前閥位值c(t)，并發(fā)送到智能定位器。

3.如權(quán)利要求1所述的基于智能定位器的氣動(dòng)閥門(mén)特性參數(shù)檢測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟A4具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:

步驟C1：定義ε＝β*FSR，閥位誤差e(t)＝r(t)-c(t)，根據(jù)閥位誤差的大小，將控制過(guò)程分為粗調(diào)區(qū)、細(xì)調(diào)區(qū)、死區(qū)；其中ε表示容許誤差精度，t表示時(shí)間，F(xiàn)SR表示調(diào)節(jié)閥行程大小，β表示控制精度，系統(tǒng)出廠默認(rèn)采用0.5％精度，β取值范圍為0％～1％,*表示乘積；

步驟C2：當(dāng)e(t)≥2*ε時(shí)，當(dāng)前閥位處于粗調(diào)區(qū)，開(kāi)關(guān)式壓電閥處于全速排氣或進(jìn)氣狀態(tài)，快速減小閥位誤差；

步驟C3：當(dāng)ε＜e(t)≤2*ε時(shí)，當(dāng)前閥位處于細(xì)調(diào)區(qū)，閥門(mén)定位器使用PWM控制，小幅度調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直至誤差e(t)≤ε,使得閥位誤差處于死區(qū)內(nèi)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于智能定位器的氣動(dòng)閥門(mén)特性參數(shù)檢測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟A5計(jì)算死區(qū)特性參數(shù)，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:

步驟D1：通過(guò)輸入信號(hào)模塊給定信號(hào)I_init，單位是mA，并將輸入信號(hào)增加0.01mA，之后每隔5秒信號(hào)增加0.01mA，直至檢測(cè)到閥位有明顯變化為止，上位機(jī)模塊記錄此時(shí)輸入信號(hào)數(shù)值I_max，單位是mA，則：為正方向死區(qū)，dead_f；

步驟D2：復(fù)位輸入信號(hào)I_init大小，每間隔5秒信號(hào)減少0.01mA，直至檢測(cè)到閥位有明顯變化為止，記錄此時(shí)信號(hào)數(shù)值I_min，單位是mA，則：為反方向死區(qū),dead_b；

步驟D3：死區(qū)至少要測(cè)量8mA、12mA、16mA三點(diǎn)，然后取三點(diǎn)測(cè)出的數(shù)據(jù)最大值為正方向死區(qū)dead_fmax和反方向死區(qū)dead_bmax。