[发明专利]使用定位器模型诊断气动控制阀的方法与装置

权利要求书

1.一种使用定位器模型诊断气动控制阀的方法，所述气动控制阀包括控制器、定位器、致动器和阀，所述控制器用于输出控制压力，所述定位器用于接收所述控制压力作为输入并控制供应至所述致动器的压力，所述致动器基于供应的压力驱动所述阀，所述方法包括：

根据所述控制压力建立用于输出阀杆位移的关系表达式，所述关系表达式包括关于所述定位器、所述致动器和所述阀的性能的参数；

通过调节所述参数的值直至关于所述气动控制阀的正常操作的测量值和由所述关系表达式得到的输出值之间的差小于预定的误差限度，从而确定初始参数值；

通过调节所述参数的值直至关于所述气动控制阀的诊断操作的测量值和由所述关系表达式得到的输出值之间的差小于预定的误差限度，从而确定诊断参数值；以及

通过比较所述初始参数值和所述诊断参数值来确定所述气动控制阀是否有异常，

其中，所述关系表达式具有以下传递函数：

输入1：输入信号，P_c*A_c-F_popre

H₁：正向增益1，V_p*P_s*A_act*(1/k_air)

G₁：反向增益1，G_fb

输入2：输入信号，F_stem

H₂：正向增益2，1/k_air

G₂：反向增益2，A_act*V_p*P_s*-G_fb

其中，x_s表示所述阀的阀杆位移，P_c表示控制压力，A_c表示所述定位器的隔膜横截面积，F_popre表示所述定位器的内部弹簧预负荷，V_p表示所述定位器的导阀的压力放大系数，P_s表示所述定位器的导阀的供应压力，A_act表示所述致动器的活塞的横截面积，k_air表示活塞内空气的体积弹性模量，G_fb表示阀杆位移传递率，以及F_stem表示在所述致动器或所述阀中产生的负荷。

2.如权利要求1所述的一种使用定位器模型诊断气动控制阀的方法，其中，所述参数包括模型参数、内部参数和估计的内部参数，

其中，通过所述关系表达式获得的输出值根据所述模型参数的值的变化而变化，

其中，所述内部参数是根据所述气动控制阀的规格的固定值，以及

其中，所述估计的内部参数是通过初始时一次性估计所述气动控制阀确定的固定值。

3.如权利要求2所述的一种使用定位器模型诊断气动控制阀的方法，其中，确定初始参数值的步骤基于预定的内部参数值确定所述初始参数值和初始估计的内部参数，

其中，确定诊断参数值的步骤基于所述预定的内部参数值和所述初始估计的内部参数值确定所述诊断参数值，以及

其中，确定所述气动控制阀是否有异常的步骤通过比较初始模型参数和诊断模型参数来确定所述气动控制阀是否有异常。

4.如权利要求2所述的一种使用定位器模型诊断气动控制阀的方法，其中，所述模型参数包括在所述定位器中包括的弹簧的预负荷和在所述定位器中包括的阀杆位移反馈连接部件的阀杆位移传递率。

5.如权利要求2所述的一种使用定位器模型诊断气动控制阀的方法，其中，所述内部参数包括在所述定位器中包括的隔膜的横截面面积和在所述致动器中包括的活塞的横截面面积。

6.如权利要求2所述的一种使用定位器模型诊断气动控制阀的方法，其中，所述估计的内部参数包括在所述定位器中包括的导阀的压力放大系数和在所述致动器中包括的活塞内空气的体积弹性模量。