基于干扰观测的气动调节阀定位系统设计

作     者：张珂 方星 刘飞 ZHANG Ke;FANG Xing;LIU Fei

作者机构：江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 无锡气动技术研究所有限公司江苏无锡214072 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62273165、61833007) 中国博士后科学基金资助项目(2023T160493、2021M702505) 

出 版 物：《自动化仪表》 (Process Automation Instrumentation)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      码：27-33页

摘      要：阀门定位控制器作为调节阀的控制核心,决定着气动调节阀的调节精度和响应速度,在调节阀的运行中发挥着不可替代的作用。针对气动阀门定位系统的非线性、易受气源质量影响和模型不准确等问题,设计了一种基于干扰观测的气动调节阀定位系统。首先,建立气动调节阀定位系统的数学模型。然后,利用非线性干扰观测器估计模型不确定性和外部环境干扰,将干扰观测信息应用于反步控制器设计,以较好地处理气动调节阀系统在工业过程中受到的集总扰动(包括外界干扰、未建模动态和模型参数摄动等)影响。最后,使用Matlab对气动调节阀定位系统进行仿真,并对仿真结果进行了相应的数据分析。仿真结果和数据分析结果表明,非线性扰动观测器能够准确估计系统集总扰动。同时,与积分反步法的比较结果表明,所用控制方法的轨迹跟踪误差的均方根值更小、跟踪效果更好。在所设计控制器作用下,气动阀的实际阀位能够准确跟踪期望阀位轨迹。

主 题 词：非线性干扰观测器 数学模型 反步控制 模型不确定性 气动调节阀 鲁棒性 

学科分类：08[工学] 080402[080402] 0804[工学-材料学] 

D　O　I：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2023050074

馆 藏 号：203131520...