【摘 要】
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在核电站高温、高辐射的恶劣环境下，高可靠性的电动执行机构能有效的保障核电站生产的安全，提高生产效率。为满足核电站用电动阀门执行机构的要求，研发高速、高可靠性、智能化、
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在核电站高温、高辐射的恶劣环境下，高可靠性的电动执行机构能有效的保障核电站生产的安全，提高生产效率。为满足核电站用电动阀门执行机构的要求，研发高速、高可靠性、智能化、数字化、具备故障诊断和容错控制的新型智能阀门电动执行机构有着重要的现实意义。本课题来源于江苏省科技支撑项目工业部分—核电站用高可靠开关磁阻调速型阀门电动执行机构研制(项目编号BE2012136)，在该项目的资助下本文设计并制作了基于6/4结构开关磁阻电机的阀门电动执行机构系统。系统采用TMS320F28335型DSP和EPM3032A型CPLD构成数字控制器，实现阀门电动执行机构系统的阀门位置随动控制、阀门力矩控制、开关磁阻电机调速、系统与上位机通讯、系统故障诊断、容错控制等功能。具体研究内容有以下几个方面:
1、以基于开关磁阻电机的阀门电动执行机构为控制对象，对模糊滑模变结构控制进行理论分析和研究，建立了阀门电动执行机构的模糊滑模控制器，给出了模糊滑模控制器的设计步骤，通过Matlab/Simulink软件完成了模糊滑模变结构控制算法在阀门电动执行机构系统控制上的仿真，从理论上证明模糊滑模控制算法在应用SR电机的阀门电动执行机构系统上的可行性和有效性。
2、针对基于开关磁阻电机的阀门电动执行机构系统，完成了阀门电动执行机构系统的功率变换器、驱动器、控制器及通讯电路、检测及保护电路和控制系统供电电源的设计，并对系统的电磁干扰及电磁兼容进行了研究和讨论。
3、对阀门电动执行机构系统可能的故障进行了分析，重点针对开关磁阻电机调速系统的故障进行了研究;通过在Matlab/Simulink软件中的仿真进行故障模拟，研究其故障特性:针对可能的故障类型提出了相应的容错控制策略，并通过仿真实现了验证。
4、在实验室环境下搭建了基于开关磁阻电机的阀门电动执行机构系统的模拟平台，对阀门电动执行机构系统的开关磁阻电机调速系统以及模拟阀门位置随动系统进行了调试研究，并对实验数据和波形进行了分析。实验结果表明:将开关磁阻电机应用于阀门电动执行机构系统完全可以满足核电站用阀门的要求，本文所设计的与阀门电动执行机构系统相配套的开关磁阻电机驱动系统基本达到设计要求，说明该系统设计基本是正确可靠的。
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