控制阀应用在工业控制的诸多领域,是自动化工业中不可或缺的终端调控元件,而智能阀门定位器作为其核心附件,可以有效提高阀门动静态性能、提高控制的准确度、及响应速度,同时增强了控制的多样性。作为阀门定位器智能化的核心技术重点,定位器的控制参数整定和算法结构研究对于定位器产品的开发及其关键。然国产定位器与国外先进的定位器相比控制算法的稳定性不高,动静态性能上存在着较大的改进和提升空间。所以对定位器定位控制系统的参数整定和控制算法的研究是很有必要的。本文属于应用型研究,针对力矩马达-喷嘴挡板型智能电气阀门定位器,首先实现了MATLAB系统辨识工具箱辨识出调节阀定位控制系统的模型参数,其次利用IMC内模法整定获取了控制器的控制参数,最后利用基于PID-PD-半边死区控制的分段PID控制算法的智能定位器实现了对调节阀阀位的精准控制。首先在深入分析调节阀定位控制系统的工作特性和系统输入输出数据的结果上,提出了以一阶惯性加纯滞后的模型来表示调节阀定位控制系统。分析介绍了最小二乘法、特征面积法、两点辨识法等离线系统辨识理论,最后利用MATLAB系统辨识工具箱实现了系统模型及模型参数的在线辨识。通过CVM仿真模型和实验室调节阀定位控制实验平台的大量仿真和实验数据表明该方法能快速准确的辨识出系统的模型和参数。其次采用Z-N经验公式整定法、Z-N临界比例度整定法、Cohen-Coon整定法、内模法分别对控制阀CVM模型和实体阀进行了PID控制算法的参数整定。对比各方法对应的闭环阶跃响应曲线研究得出基于内模法的参数整定在阶跃响应的动静态性能中各项指标表现最佳,因此采用内模法(IMC)进行PID参数整定.最后围绕调节阀闭环定位控制的快速性、准确性,提出了PID-PD的分段控制策略。同时为了满足对控制阀阀位的稳定性要求,尝试了常规死区控制的效果然而由于其并未能理想的控制阀位的波动和频繁的振荡,最终引入了半边死区控制的算法实现了控制阀在稳态时对稳定性的极佳控制。控制阀仿真模型的多次仿真和实验室实体阀大量实验表明:本文利用的MATLAB系统辨识工具箱和基于IMC控制的参数整定方法以及基于PID-PD-半边死区控制的分段控制算法,能够有效提高控制阀定位控制的精度,增强稳态下的抗干扰能力。