针对柱塞式调节阀进行流量反馈控制时过于依赖流量测量装置、流量调节时间长的问题,进行流量控制仿真研究。基于Fluent流体仿真软件,建立10%~100%开度值下的调节阀三维流道模型,并在0.2~1 MPa进出口压差下仿真得出调节阀内部流场分布,建立阀口流量与阀芯开度、调节阀进出口压差三维数据表。建立调节阀开度控制模型,同时完成模糊PID控制器的设计。通过MATLAB对3种调节阀流量控制系统进行仿真分析。结果表明:基于所设计的开度控制模型进行流量调节时,有效地提升了阀门的快速性,阀门开度响应时间小于1.8 s,同时完全消除了超调量,更易达到稳定状态。

调节阀是液压系统中尤为重要的控制元件,阀内非定常空化流动是影响阀使用寿命和控制精度的主要原因之一。建立调节阀空化图像及压力信号同步采集系统,基于时频域分析,提出皮尔逊相关系数、压力累积强度变化率、压力脉冲因子来评价调节阀内空化演变过程。皮尔逊相关系数R用来确定样本周期数量,以此来确定样本计算长度。压力累积强度变化率λ来评价扩张段空化演变速率。压力脉冲因子α评价相同工况下的扩张段空化强度。实验结果表明,在不同的入口压力或不同的入口温度下,λ随着压差或者温差增大而减小,α为持续增加;对于不同的开度,λ会随着开度先下降后增加,在开度为40%时最低,而α会持续增加。

通过对调节阀的流量调节、调节范围及流量特性的分析，介绍了调节阀设计及选型中需考虑的几个因素。

介绍如何通过计算机软件补偿来改变调节阀的流量特性，使其满足控制要求，从而提高控制精度。

为提高智能气动调节阀的控制性能,本文根据气动执行机构的建模分析,提出一种基于模型参数自学习的调节阀最优控制策略。首先,建立气动执行装置的动力学模型,并对五步开关控制算法进行分析。其次,基于模型设计最优控制所需要的控制参数自学习策略。最后,根据参数自学习获得的控制参数,对五步控制方法进行改进,给出一种优化控制策略及实施步骤。实验结果表明,所提优化控制算法控制过程中无明显超调产生,震荡显著减弱。控制精度明显提高,调节时间显著缩短,其中小行程平均调节时间缩短了38.1%,平均误差减小了61.4%;大行程平均调节时间缩短了38.7%,控制精度提高了39.4%。

调节阀作为自动控制系统中的重要组成机构,对工作介质进行分配和调控,其调控精度是考量其性能的重要指标之一。流体力学数字化模型的构建,对研究调节阀调节性能,优化设计参数有积极促进作用。应用SolidWorks软件,构建流体数字化仿真模型,预测调节阀Kv(流体流量系数)值。将仿真与同条件试验所得Kv值对比分析,验证了仿真结果的可靠性,为应用数字化建模技术研究调节阀调控能力的可靠性提供了理论参考。

针对调节阀物理模型存在严重的非线性、时变性及参数不确定性的问题，提出了一种基于最小二乘支持向量机（Least Squares Support VectorMachine，LS-SVM）的调节阀流量及压力预测模型。根据调节阀的物理模型，分析了能够表征调节阀运行状态的相关参数，主要有阀前压力、阀后压力、开度、流量、负载压力、温度等；设计了调节阀数据采集实验系统，通过全排列组合试验分别确定了流量和压力预测时LS-SVM模型的最佳输入特征向量。实验结果表明，模型能够以较理想的精度预测流量及压力的输出，可为调节阀自动控制或故障诊断系统的设计提供指导。

本文根据选用的实际需要探讨调节阀流量特性及放大系数K_v的四种表达形式讨论干扰作用下的线性、对数、快开流量特性调节阀的K_v变化规律论证求取干扰作用下对象放大系数K_P变化规律的可行性以及对常用理论选用方法的适用性;修正与补充了文献论述的不足之处;对选用具有一定的实用意义和参考阶值。更多还原

为了解决调节阀对管道中流体的扰动问题,采用皮托管取压的方式对调节阀扰动后的流速分布进行了研究。通过改变皮托管沿管道径向深入管道的距离,对距离调节阀各管径处的水流流速进行了测量,得到了各距离的流速分布图。结果表明,10倍管径长度的直管段还不能够完全将调节阀扰动后的水流流速分布转变成以管道中心线为中心的对称流速分布。该试验结果为计量检定标准装置的设计、流量计的检定和校准等奠定了基础。

介绍了直线型和旋转型数字量调节阀的结构特点，工作原理和主要设计计算公式，通过液流试验作了流量特性曲线和误差值分析，检测了调节阀的调节特性和调节精度。