本發(fā)明涉及一種智能電氣閥門定位器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的智能電氣閥門定位器的給定與反饋信號的比較，是在微處理器內(nèi)利用控制軟件進行數(shù)字比較，并經(jīng)定性處理后由PWM輸出后直接控制閥門，實現(xiàn)轉(zhuǎn)角功能。而本定位器是采用把給定的數(shù)字信號直接通過PWM輸出，經(jīng)二階濾波后與反饋的模擬信號使用“雙閉環(huán)模擬比較器”進行模擬比較。比較后的誤差信號利用一個特殊的“數(shù)控模擬式比例－積分調(diào)節(jié)器”進行校正，由于采用了這兩項創(chuàng)新技術(shù)，充分提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度，并基本上消除了噪音。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種精度高，響應(yīng)迅速，工作穩(wěn)定，噪音低，使用壽命長的優(yōu)點的智能電氣閥門定位器。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種智能電氣閥門定位器，包括微處理器、雙閉環(huán)比較器和比例－積分調(diào)節(jié)器，所述微處理器進行PWM輸出通過二階濾波后依次與雙閉環(huán)比較器和比例－積分調(diào)節(jié)器連接，所述雙閉環(huán)比較器一端設(shè)置有壓差傳感器和角位移傳感器，所述比例－積分調(diào)節(jié)器一端設(shè)置有壓電閥、差動氣缸、伺服閥和驅(qū)動氣缸，所述比例－積分調(diào)節(jié)器、壓電閥、差動氣缸、伺服閥和驅(qū)動氣缸依次連接，所述雙閉環(huán)比較器通過壓差傳感器與差動氣缸連接，所述雙閉環(huán)比較器通過角位移傳感器與驅(qū)動氣缸連接。

作為優(yōu)選，所述差動氣缸包括上腔和下腔。

作為優(yōu)選，所述雙閉環(huán)比較器通過運算放大器進行兩級比較。

作為優(yōu)選，所述比例－積分調(diào)節(jié)器由比例調(diào)節(jié)器和積分調(diào)節(jié)器組成。

作為優(yōu)選，所述積分調(diào)節(jié)器包括積分運算電路和可編程電阻。

作為優(yōu)選，所述壓電閥為壓電陶瓷閥。

本發(fā)明的有益效果為：設(shè)置的雙閉環(huán)比較器減少了比較誤差提高了控制精度，又簡化了比較器的結(jié)構(gòu)尺寸；在定位器與不同尺寸的閥門相配時，由于需不同的調(diào)節(jié)速度，設(shè)置的比例－積分調(diào)節(jié)器可以利用微處理器軟件調(diào)整積分時間常數(shù)實現(xiàn)數(shù)字調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精度，達到響應(yīng)迅速，工作穩(wěn)定，噪音低，使用壽命長的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種智能電氣閥門定位器的原理圖。

圖2為本發(fā)明一種智能電氣閥門定位器的雙閉環(huán)比較器的電路圖。

圖3為本發(fā)明一種智能電氣閥門定位器的比例－積分調(diào)節(jié)器的電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種智能電氣閥門定位器，包括微處理器、雙閉環(huán)比較器和比例－積分調(diào)節(jié)器，所述微處理器進行PWM輸出通過二階濾波后依次與雙閉環(huán)比較器和比例－積分調(diào)節(jié)器連接，所述雙閉環(huán)比較器一端設(shè)置有壓差傳感器和角位移傳感器，所述比例－積分調(diào)節(jié)器一端設(shè)置有壓電閥、差動氣缸、伺服閥和驅(qū)動氣缸，所述比例－積分調(diào)節(jié)器、壓電閥、差動氣缸、伺服閥和驅(qū)動氣缸依次連接，所述雙閉環(huán)比較器通過壓差傳感器與差動氣缸連接，所述雙閉環(huán)比較器通過角位移傳感器與驅(qū)動氣缸連接。

所述差動氣缸包括上腔和下腔。

所述雙閉環(huán)比較器通過運算放大器進行兩級比較。

所述比例－積分調(diào)節(jié)器由比例調(diào)節(jié)器和積分調(diào)節(jié)器組成。

所述積分調(diào)節(jié)器包括積分運算電路和可編程電阻。

所述壓電閥為壓電陶瓷閥。

如圖2所示，雙閉環(huán)比較器是利用一個運算放大器直接進行兩級比較的裝置。這即減少了比較誤差提高了控制精度，又簡化了比較器的結(jié)構(gòu)尺寸。

其中，R＝100k R_f=100k

由圖2可以列出：

則

即

由于 R＝R_f=100k

由于

即

由于差動氣缸上腔壓力等于下腔壓力減差壓(由于差動氣缸上腔壓力U_上等于下腔壓力U_下減差壓U_P)，而下腔壓力橫定。即：

因此：

（因為下腔壓力是常數(shù)，可以與遷移量一并處理。）

如圖3所示，比例－積分調(diào)節(jié)器是由比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)兩部分合成，（比例調(diào)節(jié)略）積分調(diào)節(jié)器是在積分運算電路基礎(chǔ)上利用可編程電阻改變時間常數(shù)中的Rds ,從而達到改變調(diào)整時間的目的。尤其是當定位器與不同尺寸的閥門相配，需不同的調(diào)節(jié)速度，利用此項創(chuàng)新，可以利用微處理器軟件調(diào)整積分時間常數(shù)實現(xiàn)數(shù)字調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精度。

圖中，R_ds為可編程電阻 （MAxiM DS1804-Z100可調(diào)范圍0-100k）由于是反相輸入；

上式表明；輸出與輸入積分成比例，式中的負號表示兩者反相。

即積分時間常數(shù)，改變R_ds 就改變了積分時間常數(shù)，即改變了控制性能。

本發(fā)明的有益效果為：設(shè)置的雙閉環(huán)比較器減少了比較誤差提高了控制精度，又簡化了比較器的結(jié)構(gòu)尺寸；在定位器與不同尺寸的閥門相配時，由于需不同的調(diào)節(jié)速度，設(shè)置的比例－積分調(diào)節(jié)器可以利用微處理器軟件調(diào)整積分時間常數(shù)實現(xiàn)數(shù)字調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精度，達到響應(yīng)迅速，工作穩(wěn)定，噪音低，使用壽命長的優(yōu)點。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。