题目：高性能电动调节阀驱动控制方法的研究

作为执行元件，电动调节阀是工业生产过程自动化系统中一个十分重要的组成部分。智能化、标准化、网络化、精小化、安全化以及具有更快的调节速度和更高的控制精度是其发展的主要方向。本文以高性能电动调节阀为研究对象，重点对电动调节阀用步进电动机的驱动控制方法进行了研究。本文首先从性能、成本和复杂度等方面对用于驱动小功率电动调节阀的步进电动机系统和无刷直流电动机系统进行了详细的对比，给出了选择方法。其次以球阀为控制对象，设计了用于高性能电动调节阀的两相混合式步进电动机驱动控制系统。该系统可以不经减速器而直接驱动球阀、具有CAN总线接口、采用基于电流补偿的有源阻尼控制方法来克服步进电动机的低频振荡，具有可靠性高，使用方便，界面友好，功能完善等优点。本文对基于激磁磁势进行电流补偿的两相混合式步进电动机有源阻尼控制方法进行了深入的理论研究。该方法利用步进电动机的非线性模型，在细分控制的基础上引入位置或者速度反馈形成电流补偿，以达到改善系统阻尼特性的目的。补偿电流对系统阻尼特性的影响与其构成形式有着密切的关系，本文详细计算和分析了由位置偏差的比例调节，速度偏差的比例调节以及位置偏差的PID调节这三种形式分别构成补偿电流时，补偿电流对系统阻尼特性的影响，并且给出了极点配置的方法和调节系数的选择方法。完成了用于球阀的两相混合式步进电动机驱动控制系统的软、硬件实现。该系统包括以DSP TMS320LF2407A为核心的驱动控制器、两相混合式步进电动机86BYG302、脉冲编码器E6B2-CWZ6C等部分。以此系统为平台，对基于激磁磁势进行电流补偿的两相混合式步进电动机有源阻尼控制方法进行了实验研究。实验结果表明，该方法可以改善系统的阻尼特性、降低步进电动机的低频振荡，缩短系统的安定时间，减小单步超调量，提高系统的运行平稳性。