调节阀迟滞旳检测与量化

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在流程工业中控制系统本质上是非线性的,极少出现线性对象,但是在研究时一般将非线性过程近似为线性过程。阔门是控制回路中最常见的执行机构,其性能的优劣会直接影响到控制回路的控制效果。据统计,流程工业过程中有大约30%的回路处于振荡状态,其中近1/3是由于调节阀迟滞引起的。所以,迟滞是流程工业过程中最普遍的阀门问题,它的存在严重影响了控制系统的性能。
  迟滞的检测与量化对提高控制回路的准确性具有重要的意义。而到目前为止在迟滞量化领域的研究还非常少,虽然近年来国内外的一些学者对迟滞的建模与检测提出了种类繁多的理论和方法,但是对迟滞量化的研究依然处于起步阶段。
  在调节阀迟滞的研究中,首先,在分析国外学者建立的迟滞模型的基础上,分析了多种模型的优缺点,并选定了一种新型的迟滞模型作为迟滞分析的基准模型,这种模型能够比较准确反映真实阀门特性;接着,研究了几种主流的调节阀迟滞的检测方法,这些理论和方法在快速性、准确性以及简便性等方面存在着各自的局限性,并且在迟滞量化这一领域涉及甚少,从而限制了其应用前景。为此在众多迟滞研究的理论和实际的基础上,提出了一种基于波形分割拟合的检测方法以及一种基于改进的模糊C均值聚类技术的量化方法;然后,将这种新型的迟滞检测量化方法着重应用于实际的汽车底盘制造行业中;最后,通过软件实现的方式将该方法推广至实际的各自流程工业过程中去。
  通过Matlab软件对所建立的迟滞模型与实际工业数据的仿真分析,结果表明该迟滞检测量化方法有效、准确,有广大的推广使用的价值。
  该研究成果不仅可以对调节阀的迟滞进行检测与量化,而且能提高产品质量、降低能耗、保持过程稳定。迟滞的量化研究不仅能够填补我国在该领域的空白,而且推广使用的可能性与应用前景巨大,能够大幅度地提高流程工业的经济效益。
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