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简析电动调节阀的输入和输出之间的关系

电动调节阀的输出很难用一个准确的数字模型来描述，但可以准确地测量。针对这一特点，步进式控制不直接对输入信号进行响应，而是分若干个固定的步长，根据每次的测量结果使输入指令信号一步一步地逼近设定量。通过合理的控制参数设置，该方法使控制对象运行平稳，适用于对响应速度要求不高的流量或压力的跟随或稳定控制。
电动调节阀通常作为自动控制系统的一个组成部分，被用来对气体的流量或压力进行调节。但是电动调节阀的输入和输出之间的关系很难用一个准确的数字模型来描述。这不仅是由于阀门输出特性的非线性，而其由于流过阀门气体的流量和阀门前后的压降互相影响难以计算。以流量控制为例，当阀门前后压力固定时流量仅与阀门的开度有关，但在大多数情况下，当阀门的阀位变化时，阀门前后压力也会随之变化，这就时流量增益的计算十分困难。事实上，由于阀门前后的压力在扰动因素的作用下也会发生波动从而引起流量的变化，流过阀门气体的流量与阀门的开度不存在一一对应的关系。由于数学模型的不确定，直接以阀板的开度作为操纵变量不能很好地满足系统的要求，甚至可能导致事故的发生。然后尽管阀门的开度与流量或压降之间的解析关系不易得到，但是借助测量仪表却可以方便地对阀门在某一开度下的流量或压降进行测量。
针对阀门的输出易测量不宜计算的特点，步进式控制不直接对输入信号进行响应，而是分若干个固定的步长，使输入信号一步一步地逼近设定量。在阀板转动一个步长之后都对阀门的流量或压降进行一次测量，控制计算机根据测量值和设定值比较的结果，确定下一步阀板转动的方向，直至测量值与设定值的差值小于规定误差时为止。步进式控制的程序设计不涉及数学模型的分析和求解，因而相对比较简单，一般用梯形图就可以实现。程序设计框图见图1。在程序设计中需要设定两个参数，及步长和采样周期。这两个参数对控制系统的精度和响应速度影响较大，设定时应综合考虑系统对控制精度和响应速度的要求。

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