气动放大器质量流量的机理建模-仪器仪表学报.PDFVIP

第３８卷　第２期 仪 器 仪 表 学 报 Ｖｏｌ３８Ｎｏ２ ２０１７年２月 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｆｅｂ．２０１７ 气动放大器质量流量的机理建模 １ １ １ ２ １ 尚群立 ，裴晓欢 ，汪凯斌 ，刘　浩 ，李鹏飞 （１．浙江工业大学　杭州　３１００２３；２．杭州电子科技大学　杭州　３１００１８） 摘　要：气动放大器既是常用的独立电气附件又是阀门定位器的关键部件之一。建立了一种典型气动放大器质量流量机理模 型，并提出参数辨识的方法。首先，根据气动放大器的工作原理和结构特点，运用热力学和流体力学原理，建立了气动放大器的 质量流量模型；其次，通过实验研究对等效节流面积这一重要参数建立了新的子模型，并进行参数辨识；最后借助控制阀实验平 台，对所建模型进行验证。结果表明，与实际典型气动放大器相比，所建立的模型准确度高达９０％。 关键词：气动放大器；机理建模；参数辨识；控制阀实验平台 中图分类号：ＴＨ７０３　　　文献标识码：Ａ　　国家标准学科分类代码：４７０．４０１７ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒｍａｓｓｆｌｏｗ １ １ １ ２ １ ＳｈａｎｇＱｕｎｌｉ，ＰｅｉＸｉａｏｈｕａｎ，ＷａｎｇＫａｉｂｉｎ，ＬｉｕＨａｏ，ＬｉＰｅｎｇｆｅｉ （１．ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２３，Ｃｈｉｎａ；２．ＨａｎｇｚｈｏｕＤｉａｎｚｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｔｔａｃｈｍｅｎｔｂｕｔａｌｓｏｏｎｅｏｆｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅ ｖａｌｖｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ．Ｈｅｒｅ，ａｍａｓｓｆｌｏｗｍｅｃｈａｎｉｓｍｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ｔｈｅｍａｓｓ ｆｌｏｗｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｎｅｗｓｕｂ ｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｏｒｉｆｉｃｅａｒｅａｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｕｐｔｏ９０％ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｔｙｐｉｃａｌｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍ 中，对智能阀门定位器的性能要求越来越高，而气动放大 １　引　　言 器作为阀门定位器的关键部件，也引起国内外很多研究