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電動執行器的速度、位置控制框圖

電動執行器的速度、位置控制框圖如圖所示。速度調節基于PI控制實現，系統從上位機獲取閥門速度設定值；經渦輪蝸桿減速處理后作為步進電機速度給定值。如上所述，通過傳感器輸出的電機位置信號可以計算出電機實際速度；實際速度和給定速度值的差值作為PI控制器的輸入。而PI控制器輸出作為相電流控制的參考值。相電流采樣值和參考值的差值作為電流PID控制器輸入，其輸出直接控制PWM信號，進而實現電機轉速的調節。

電動執行器速度PI控制框控制系統

電動執行器速度PI控制框

控制系統檢測到的電流信號，經轉換電路處理后可變為0～3.3V的電壓信號，然后傳送*TMS320F2812的A/D端口。由于電流信號大小與閥門位置成線性關系，所以根據A/D所采集電壓值可以得到閥門位置設定值R（k）。同時，通過步進電機上裝配的光電編碼器以及TMS320F2812的正交脈沖編碼（QEP）電路，可以檢測、計算出閥門實際位置c（k）。將實際值和設定值之間的差值e（k）作為閥門位置PID控制器的輸入，其輸出u（k）控制電機開向運動、關向運動、停止等，以保證閥門地運動到用戶的位置。

無論是速度PID控制還是位置PID控制，當電機啟動、停止或者設定值大幅變化時，系統輸出會存在很大的偏差。此種情況下，如果簡單采用常規PID控制算法勢必造成積分積累，將導致比較大的系統超調，甚*引起系統振蕩。

電動執行器的缺點主要有：結構較復雜，更容易發生故障，且由于它的復雜性，對現場維護人員的技術要求就相對要高一些；電機運行要產生熱，如果調節太頻繁，容易造成電機過熱，產生熱保護，同時也會加大對減速齒輪的磨損；另外就是運行較慢，從調節器輸出一個信號，到調節閥響應而運動到那個相應的位置，需要較長的時間，這是它不如氣動、液動執行器的地方。