[发明专利]基于智能定位器的气动阀门特性参数检测装置及方法

权利要求书

1.基于智能定位器的气动阀门特性参数检测方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤A1：通过人机交互模块，用户预设气动调节阀规格指标，包括控制精度β和调节阀额定行程L；

步骤A2：智能定位器接收上位机发送给信号输入模块的目标阀位值r(t)和信号采集模块采集的当前阀位值c(t)；

步骤A3：将目标阀位值r(t)和当前阀位值c(t)进行实时比较,如果r(t)-c(t)＞ε,则进入步骤A4,否则进入步骤A5；

步骤A4：通过智能定位器的控制策略，计算出当前控制所需的最佳PWM占空比，使得r(t)-c(t)≤ε，实现对调节阀阀位快速稳定地控制；转入步骤A3,循环执行；

步骤A5：上位机通过数据采集模块的当前阀位值c(t)，计算出气动调节阀特性参数:死区、回差、基本误差、始终点偏差和额定行程偏差；

步骤A6：步骤A5计算的特性参数结果均符合气动调节阀国家标准，则打印出厂报表；否则，调用报警模块对用户提示。

2.如权利要求1所述的基于智能定位器的气动阀门特性参数检测方法，其特征在于：所述的步骤A2具体实现步骤如下:

步骤B1：上位机输出数字信号，经过信号输入模块，转换为电信号，发送至智能定位器；

步骤B2：智能定位器接收到电信号，并设置为目标阀位值r(t)；

步骤B3：开关式压电阀将电信号转换为气信号，控制进气口、排气口的开关，同时带动气动执行机构运动；

步骤B4：在气动执行机构阀杆处，安装随动平衡杆；

步骤B5：信号采集模块通过检测随动平衡杆移动的相对位置，来确定当前阀位值c(t)，并发送到智能定位器。

3.如权利要求1所述的基于智能定位器的气动阀门特性参数检测方法，其特征在于：所述的步骤A4具体实现步骤如下:

步骤C1：定义ε＝β*FSR，阀位误差e(t)＝r(t)-c(t)，根据阀位误差的大小，将控制过程分为粗调区、细调区、死区；其中ε表示容许误差精度，t表示时间，FSR表示调节阀行程大小，β表示控制精度，系统出厂默认采用0.5％精度，β取值范围为0％～1％,*表示乘积；

步骤C2：当e(t)≥2*ε时，当前阀位处于粗调区，开关式压电阀处于全速排气或进气状态，快速减小阀位误差；

步骤C3：当ε＜e(t)≤2*ε时，当前阀位处于细调区，阀门定位器使用PWM控制，小幅度调节执行机构，直至误差e(t)≤ε,使得阀位误差处于死区内。

4.如权利要求1所述的基于智能定位器的气动阀门特性参数检测方法，其特征在于：所述的步骤A5计算死区特性参数，具体实现步骤如下:

步骤D1：通过输入信号模块给定信号I_init，单位是mA，并将输入信号增加0.01mA，之后每隔5秒信号增加0.01mA，直至检测到阀位有明显变化为止，上位机模块记录此时输入信号数值I_max，单位是mA，则：为正方向死区，dead_f；

步骤D2：复位输入信号I_init大小，每间隔5秒信号减少0.01mA，直至检测到阀位有明显变化为止，记录此时信号数值I_min，单位是mA，则：为反方向死区,dead_b；

步骤D3：死区至少要测量8mA、12mA、16mA三点，然后取三点测出的数据最大值为正方向死区dead_fmax和反方向死区dead_bmax。