基于Hammerstein模型的阀门粘滞检测和量化

江 钊，王志国，刘 飞

(江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏 无锡 214122)

1 引言

阀门粘滞是实际工业过程中的一种常见现象。它通常会造成控制回路性能衰减，严重时会导致回路振荡，进而影响到产品质量、系统能耗、以及工厂利润。据统计，有20%-30%的回路振荡是由阀门粘滞引起的[1]。因此，阀门粘滞现象的检测和量化研究具有重要实际意义。目前，粘滞的检测方法可分为侵入式方法和非侵入式方法。所谓侵入式检测就是在离线状态下对阀门进行行程测试和撞击测试，以获得阀门的工作状态。而非侵入式检测则是在阀门处于工作回路中进行的，通过在线采集回路或阀门的输入输出数据，然后再根据某些数据处理算法判断是否有粘滞存在。

控制领域的研究者更侧重阀门非侵入式检测的研究。2004年，Kano等[2]提出来两种粘滞检测方法。方法一是根据阀门粘滞时控制器输出增大而阀位信号(MV)不变这一特性提出的；方法二是基于控制器输出信号与阀位信号之间的平行四边形关系提出的；这两种方法共同的缺点是必须知道阀位信号。Brasio等[3]利用近似于阀位信号变化趋势的变换函数，提出来一种粘滞检测方法；该方法可以应用在液位回路和被控过程带有积分环节的控制回路。Horch[4]在互相关函数方法的基础上进行改进，提出了一种基于过程输出信号的二阶导数的概率分布特性检测方法，克服了原方法不能应用在液位回路这一缺点。……