气动调节阀粘滞参数辨识方法及其有效性验证

本文主要探讨了气动调节阀的粘滞特性及其参数辨识问题。气动调节阀在实际运行中常常遭遇粘滞故障，这会导致系统动态性能下降，如振荡和控制精度降低。粘滞故障是影响调节阀控制性能的重要因素，特别是对于闭环控制系统，其振荡现象约有30%与之相关。传统的单参数粘滞模型可能无法准确捕捉到调节阀的真实行为，因为其简化假设可能无法完全反映复杂性。 文献3虽然提出了一种单参数辨识方法，但它存在局限性。相比之下，基于椭圆拟合的方法，如文献4和5，尽管能够提供一定程度的参数估计，但它们容易受到控制器和过程对象特性的影响，使得结果不够精确。针对这些问题，本文提出了一种创新的策略，即利用描述函数法来分析调节阀的双参数粘滞特性。 描述函数法是一种数学工具，它通过将系统的动态响应与输入信号的关系转化为复频域中的函数，从而简化了参数辨识的过程。通过描述函数，本文建立了一个双参数模型，这个模型能够更精细地刻画调节阀在不同输入下的粘滞效应。作者设计了一种数值解析方法，旨在从实验数据中有效地估计这两个关键参数，以便于更准确地补偿粘滞带来的负面影响。 实验部分展示了该方法在仿真实例中的应用，通过比较辨识结果与实际测量的数据，验证了新方法的有效性和准确性。这种方法的优势在于它不仅考虑了静态摩擦力，还考虑了动态过程中的动摩擦力，从而提高了模型的精度，有助于提高闭环控制系统的稳定性和控制性能。 本文的工作填补了当前气动调节阀粘滞参数辨识领域的空白，为解决实际工程问题提供了有力的理论支持和技术手段，对于提升闭环控制系统的设计和优化具有重要意义。