智能阀门定位器的实验结果

实验结果：
为了验证本文设计方法的有效性，需要进行相关的实验。实验系统包括4～20mA的电流输入源、智能阀门定位器硬件、直行程气动运行器以及信号收集卡。系统输入是电流，通过单片机采集数据，运算输出电压，并且调控压电陶瓷进行充气或放气，进而使得气动运行器的位置发生改变，实现对阀门的准确定位，通过数据收集卡将实时数据传送到计算机中。
实验规定系统气动运行器的运行类型是直行程，阀门流量特性是直线流量特征，设置系统的相位裕度φm=45°，幅值裕度Am=2，通过式（5）能够得到PID控制参数的原始值kp=1.4064，ki=0.230，kd=0.8527。最终获取本文方法和传统的PID方法的响应曲线用图4、图5描述，其中（a）用于描述周期性添加输入电流得到的响应曲线，（b）、（c）、（d）分别用于描述阀门开度在20%、40%、60%时的局部控制点精度放大图。
描述了本文方法具有较强的稳定性，能够对系统的超调性进行及时的处理，并且相应的超调量低于2%，持续的时间是4s。与传统的图5对比，可以看出，本文的方法在不同开度的情况下，控制精度有了较为明显的提升。
系统输入递增1.6mA时的控制时间用表1描述。
表1系统控制时间：
分析表1可得，本文设计的系统对不同的输入电流的调节时间都在相关的阀值内，能够对系统的信号进行及时的控制，解决了传统控制方法存在的时间滞后性问题，有利于对定位器信号进行准确的控制。