基于HART協議的低功耗閥門智能定位器是一種可以遠程進行組態和控制的數字式現場設備，同時也可以通過人機接口在現場進行調試。整個定位器系統的運行狀態分為自動模式、手動模式、組態模式三種。三種狀態間的轉換可由系統的功能鍵進行切換。

1、系統工作時的信號流

自動模式是閥門智能定位器的主要工作方式，自動模式下的系統采用閉環控制，系統對設定值和反饋值進行一系列處理后，調用相應控制算法，控制算法的輸出直接驅動壓電閥，從而實現對閥位的自動跟蹤控制。設定信號和反饋信號的兩條不同的通路：一是對設定信號的處理，包括輸入范圍、作用類型選擇、分程控制、流量特性、自動密閉、輸入延遲等；二是對閥位反饋信號的處理，包括非線性反饋修正、手動行程設定修正、閥位限制等。

處理后的信號在自整定過程中被同時傳入自整定模塊，系統通過對這些實時信息的分析，通過計算獲得所需運行時參數；在系統處于自動模式和手動模式時，處理后信號被送到控制算法單元，控制算法根據偏差大小及當前閥位位置計算出PWM控制脈沖的占空比及控制周期，進而驅動壓電陶瓷閥，實現對氣路的閉環控制。

2、運行時參數自整定

傳統定位器，整定組態參數時非常繁瑣。每個參數都需要進行反復調整，費時費力。閥門智能定位器通過微控制器，做到大部分參數可自動判定。在定位器安裝和調試的過程中，用戶只需進行很少的設定，實現了整定過程的自動化。運行時參數自整定過程中主要進行以下幾個步驟：①確定執行機構作用方向。②確定執行機構的零點和行程。③泄漏量測試。④確定小化定位增量。⑤瞬時優化響應。

3、帶死區的五步開關控制算法

五步開關控制算法首先得到控制量與反饋量的偏差，并對偏差進行分類，偏差較大時，進行粗調；偏差較小時，則輸出連續脈沖進行準確調節。由于振動將使閥門智能定位器進行無休止的準確調節狀態，這勢必影響調節閥的使用壽命，死區設置使上述問題得到很好解決；另外，還需進行閥門禁閉功能的設置，以避免閥門關不死，即閥門汽缸中有殘余的壓力。算法首先根據當前誤差的大小計算出PWM控制波形的占空比，然后根據誤差的正負進行充放氣的識別，并調用相應的功能函數直接對壓電閥進行充、放氣控制。

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