专利名称：新型电液伺服控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属采用微电子技术、机电结合的汽轮机电液伺服控制设备，适于控制调整汽轮机的进汽阀门开度。
一般的电液伺服控制系统，包括由D/A转换器、PI调节器、功率放大器、电液转换器、油动机顺次连接，以及设置在油动机和PI调节器之间可将油动机实际行程的信号反馈到PI调节器的油动机行程变送器，所组成的电压—位置随动控制回路，油动机行程变送器通常为线性差动变压器(以下简称LVDT)。本实用新型的结构特征是在上述电压—位置随动控制回路中增加油动机行程LVDT信号内环局部负反馈，即，在该控制回路中再增设由油动机行程变送器至功率放大部分的油动机实际行程信号负反馈通道，PI调节器可以连接在D/A转换器之后受控于模拟电路，也可以连接在D/A转换器之前受控于上位机。其结构为以下几种a、在PI调节器后增加一路油动机行程LVDT内环局部负反馈，即，增加一条从油动机行程变送器至功率放大器的信号负反馈线，油动机行程LVDT信号输入到PI调节器的同时还送至接在其后的功率放大器，电压—位置随动控制回路中其它结构不变，由此构成PI调节受控于模拟电路的带内环局部负反馈的电液伺服控制系统。
b、也可以将PI调节器置于D/A转换器之前，受控于上位机，并在油动机行程变送器与PI调节器之间增设A/D转换器，油动机行程LVDT信号经A/D转换器输入PI调节器，同时送至接在D/A转换器之后的功率放大器形成局部负反馈，其余结构与a所述相同，由此构成PI调节受控于上位机的、带内环局部负反馈的电液伺服控制系统。
c、还可以采用DDV阀取代原电压—位置随动控制回路中的功率放大器和电液转换器，油动机行程LVDT信号输入PI调节器的同时，还直接送至DDV阀内部的功率放大器形成局部负反馈，其余结构与b所述相同，由此构成PI调节受控于上位机的、取消专用伺服单元的、带内环局部负反馈的电液伺服控制系统。
结构a和b适用于采用喷嘴档板式阀作为电液转换器的系统中，结构c适用于采用DDV阀作为电液转换器的系统中。
本实用新型的主要优点是1.由于增设了油动机行程LVDT内环局部负反馈，将积分环节的油动机改造为惯性环节，因而使电液伺服系统同时达到了采用比例调节的稳定性和采用PI调节的无差效果；2.将PI调节纳入上位机的控制逻辑中，采用与分散控制系统(DCS)通用的组态方式实现PI调节功能，可使参数调整更加方便，而且这种方式取消了电液伺服控制器专用板，使得产品成本降低；3.可利用DDV阀实现LVDT局部负反馈，而且DDV阀能适应高压系统也可用于低压系统，通用性更强。
图2、图3、图4分别是本实用新型实施例1、2、3的电液伺服控制系统结构框图。
图5是本实用新型PI调节器和功率放大器电路原理图。
比例运算、积分运算、内环局部负反馈分别经各自连接的跨接器JP2、JP3、JP1接入综合运算放大器，可根据需要选择是否接入上述各电路，使得操作更加方便灵活，另外，选择跨接器JP4～JP6，以及调整电位器R16，可大范围改变积分时间。本实施例中运算放大器U1，U2采用TLE20241DW型芯片，功率放大U3用BUF634-D1P8型芯片。
在所述的结构为PI调节受控于上位机的电液伺服控制系统中的D/A转换器、A/D转换器，分别是与上位机控制系统相适应的标准模拟量输出板、模拟量输入板。本实用新型的实施例2、3中是采用DCS系统标准的模拟量输出/输入板(市售品)。
权利要求1.一种新型电液伺服控制系统，包括由D/A转换器、PI调节器、功率放大器、电液转换器、油动机顺次连接，以及设置在油动机和PI调节器之间可将油动机实际行程的信号反馈到PI调节器的油动机行程变送器，所组成的电压——位置随动控制回路，油动机行程变送器通常为线性差动变压器(以下简称LVDT)，其特征是在上述电压——位置随动控制回路中增加油动机行程LVDT信号内环局部负反馈，即，在该控制回路中再增设由油动机行程变送器至功率放大部分的油动机实际行程信号负反馈通道，PI调节器可以连接在D/A转换器之后受控于模拟电路，也可以连接在D/A转换器之前受控于上位机。
2.根据权利要求1所述的新型电液伺服控制系统，其特征是所述在电压——位置随动控制回路中增加油动机行程LVDT信号内环局部负反馈，其结构可以在PI调节器后增加一路油动机行程LVDT内环局部负反馈，即，增加一条从油动机行程变送器至功率放大器的信号负反馈线，油动机行程LVDT信号输入到PI调节器的同时还送至接在其后的功率放大器，电压——位置随动控制回路中其它结构不变，由此构成PI调节受控于模拟电路的、带内环局部负反馈的电液伺服控制系统。
3.根据权利要求1所述的新型电液伺服控制系统，其特征是所述在电压——位置随动控制回路中增加油动机行程LVDT信号内环局部负反馈，其结构也可以将PI调节器置于D/A转换器之前，受控于上位机，并在油动机行程变送器与PI调节器之间增设A/D转换器，油动机行程LVDT信号经A/D转换器输入PI调节器，同时送至接在D/A转换器之后的功率放大器形成局部负反馈，其余结构与权利要求2所述相同，由此构成PI调节受控于上位机的、带内环局部负反馈的电液伺服控制系统；还可以采用DDV阀取代原电压——位置随动控制回路中的功率放大器和电液转换器，油动机行程LVDT信号输入PI调节器的同时，还直接送至DDV阀内部的功率放大器形成局部负反馈，其余结构与上所述相同，由此构成PI调节受控于上位机的取消专用伺服单元的、带内环局部负反馈的电液伺服控制系统。
4.根据权利要求1或3所述的新型电液伺服控制系统，其特征是在所述的结构为PI调节受控于上位机的电液伺服控制系统中的D/A转换器、A/D转换器，分别是与上位机控制系统相适应的标准模拟量输出板、模拟量输入板。
5.根据权利要求1所述的新型电液伺服控制系统，其特征是所述的PI调节器及功率放大器电路的结构是设置可将阀位给定信号与油动机行程LVDT信号进行比较的运算放大器(U1-B)，可进行比例放大的运算放大器(U1-A)，可完成综合运算的运算放大器(U2-B)，以及功率放大器(U3)，上述各电路逐级连接，在运算放大器(U1-A)与(U2-B)之间接有跨接器(JP2)，在运算放大器(U1-B)的油动机行程LVDT信号输入口设置一条带有跨接器(JP1)的内环局部负反馈线(X1)至运算放大器(U2-B)的输入端，在运算放大器(U1-B)的输出端还接有电位器(R16)，可进行积分运算的运算放大器(U2-A)的输入端接有三个跨接器(JP4、JP5、JP6)并联的支路，该支路与电位器(R16)相接，运算放大器(U2-A)的输出端经跨接器(JP3)与运算放大器(U2-B)的输入端相接。
专利摘要新型电液伺服控制系统属采用微电子技术及机电结合的汽轮机电液伺服控制设备，适于控制调整汽轮机的进汽阀门开度。主要特征是在该系统的电压—位置随动控制回路中的PI调节器后，增加一路油动机行程LVDT信号内环局部负反馈，并且PI调节可以受控于模拟电路，也可受控于上位机，在采用DDV阀的系统中，可利用DDV阀实现LVDT局部负反馈，从而取消专用伺服单元。本实用新型同时实现了调整的稳定性和无差效果，而且在PI调节器受控于上位机的系统中，电液伺服控制器为通用板，则设备通用性强，成本降低。
文档编号F01D17/00GK2581696SQ0220545
公开日2003年10月22日 申请日期2002年2月22日 优先权日2002年2月22日
发明者郭敏, 张小辉 申请人:北京和利时系统工程股份有限公司