[发明专利]一种高精度气动阀控制参数的整定方法

说明书

本发明公开了一种高精度气动阀控制参数的整定方法，包括如下步骤：S1：保存继电反馈自整定的规则表；S2：将气动阀连接到微控制器，由微控制器实时测量气动阀开度；S3：初始化微控制器的输入捕获定时器，设置计时模式，由输入捕获定时器测量气动阀开度的震荡周期；S4：将气动阀的开度用继电反馈自整定方法整定，查询步骤S1中保存的规则表计算得到适合控制环境的参数。本发明采用带有输入捕获功能定时器的高位数控制器，以微秒级的时间测量精度，加上特有的正负半轴时间测量方式，大大提高了震荡时间的计算效率与精度，以继电反馈自整定为理论基础，使设备能够在具体的应用环境下先调整参数，后投入使用，实现了测量精度高，运算简便。

技术领域

本发明涉及一种控制参数的整定方法，尤其涉及一种高精度气动阀控制参数的整定方法，适用于航空、航海等精度要求高的军工应用领域。

背景技术

在各种气动控制仪器中，高精度气动阀要求其能够适应电厂的复杂环境，能够在多种场合下控制精度高、调节时间短。如电厂各种系统的管路，包括脱硫系统、除灰系统的水、蒸汽、灰渣浆液、干粉等介质的输送。当气动调节阀处于干粉环境下，摩擦系数与惯性系数非常大，气动阀就会有很大延时，并且超调增加，难以稳定；当气动阀控制液阻较高的油时，摩擦系数小，但惯性系数很大，控制效果有很大的滞后。因此高精度气动阀要能够在此类环境下有一套最适合的控制参数来保证气动阀正常工作。

自整定是工业控制领域内，PID控制算法根据控制对象特性调整出最适合的控制参数的一种方法。而在控制对象的系统输出能够产生持续震荡的场合，Ziegler-Nichols法则可以根据震荡特性得出相应的一套控制参数。继电反馈自整定是在Ziegler-Nichols法则的基础上，依据在于大多数的对象在继电反馈作用下都能产生稳定的振荡,当过程输出达到稳定状态时启动整定程序,控制开关切换到继电整定上。继电可以是带滞后的也可以不带滞后,等到不变的振荡输出量产生,通过测量输出的频率与幅度,就可以测知对象震荡临界点的信息。最终,PID参数根据临界信息通过查表运算得出。

传统设备由于自身条件所限，在计算控制参数时，很难精确计算震荡时间T，这就直接导致控制参数计算不精确，难以达到控制效果。因此，设计一种可以精确高效的计算震荡时间的整定方法是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高精度气动阀控制参数的整定方法，解决当前控制器整定方法测量时间不准确，程序复杂，应用范围有限的问题。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种高精度气动阀控制参数的整定方法，包括如下步骤：S1：保存继电反馈自整定的规则表；S2：将气动阀连接到微控制器，所述微控制器为具有模数转换器和输入捕获定时器，由微控制器实时测量气动阀开度；S3：初始化微控制器的输入捕获定时器，设置计时模式，由输入捕获定时器测量气动阀开度的震荡周期；S4：将气动阀的开度用继电反馈自整定方法整定，查询步骤S1中保存的规则表计算得到适合控制环境的参数。

进一步的，所述微控制器为32位控制芯片STM32L152CBT6。

进一步的，所述步骤S2具体包括：S21：将气动阀的输出端连接到阀位反馈模块的输入端，由阀位反馈模块将气动阀阀门开度大小转换为电压信号；S22：阀位反馈模块的输出端连接到微控制器的输入端，将阀门开度的电压信号输入到微控制器，微控制器通过模数转换器实时测量气动阀开度的反馈值。

进一步的，所述步骤S3中的输入捕获定时器，设定为低电平计时有效，分别获取正半轴和负半轴的震荡时间，得到总的震荡时间。

进一步的，所述步骤S3中的输入捕获定时器，震荡由正转负时，定时器高电平跳变成低电平计时开始，震荡由负转正时，定时器低电平跳变成高电平计时结束；震荡由负转正时，定时器高电平跳变成低电平计时开始，当震荡由正转负时，定时器低电平跳变成高电平计时结束。