气动截止阀作为核电阀门的重要组成部分,对核电站的安全运行具有极其重要的作用。为了辨别其异常状态,建立了一种典型的气动截止阀的机理模型,并基于该模型设计了一种故障诊断方法。根据气动截止阀的工作原理和结构特点,运用热力学和运动学原理,建立气动截止阀的机理模型;通过正反作用形式在多个气压下的实验,验证了模型的准确性;并在机理模型的基础上,设计并验证了一种气密性故障诊断方法。实验表明模型具有较高的精度。

气动调节阀定位器反馈杆松动导致阀位无法按照设定信号运动,影响工业生产;针对上述问题,提出了一种基于小波分析的在线故障诊断方法;选取工业闭环控制回路中调节阀阀位响应信号作为目标信号,采用Db3小波基对目标信号进行6层分解,得到d6特征细节参数,可以实现对故障发生时间点的准确检测;之后,分段计算其平均值AV、方差VAR、均方根值RMS,对其平均值AV、方差VAR、均方根值RMS进行曲线拟合,划分正常状态运行区与故障状态运行区,实现气动调节阀定位器反馈杆松动故障的在线诊断;通过仿真和在线闭环测试,验证了诊断方法的有效性和实用性。

工业生产过程中气动调节阀安装于生产现场,所处环境往往比较恶劣,零部件众多且机械动作频繁,易发生各种故障。针对气室漏气这类常见故障其信号具有非周期、非平稳的特点,提出一种基于小波分析的在线故障诊断方法,并研究在工艺参数闭环控制系统工作环境下该方法的有效性及对工况的普适性。仿真和实体阀实验表明,选取阀位响应信号作为特征信号,采用Db3小波基对特征信号进行6层分解,得到d6特征细节参数,可实现对故障发生时间点的准确检测,并可对故障的严重程度进行分级。

以气动薄膜控制阀气室气密性故障为研究对象，首先对控制阀阀位响应信号进行希尔伯特-黄变换，通过经验模态分解方法检测故障的发生及发生时刻;其次分析了分解所得各阶模态及其能量占比特性，获得了气动控制阀气室气密性故障类别和强度的在线诊断;最后通过模型仿真和实体阀实验验证了文章提出的检测及诊断方法的有效性和实用性;研究首次将希尔伯特黄变换信号分析方法引入到非周期、非平稳过程故障诊断中来，完整的实现了气动控制阀气室气密性故障的检测、诊断和强度识别。

简要介绍了气动定位系统的基本特性和建模的发展情况。文章分析得出气动定位系统的模型由线性到非线性，建模目的从理论研究到实际应用的方向发展，并提出了气动定位系统建模待解决的问题。

通过对气动位置伺服系统工作机理的研究，建立了该系统的数学模型。介绍了几种改进的PID方法在伺服系统中的应用，用这几种方法对所建模型进行仿真，仿真结果验证了模型的正确性。