電動(dòng)執(zhí)行器是工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)裝置，其能源取用方便、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，在電力、冶金、石油、化工等工業(yè)部門得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電動(dòng)執(zhí)行器包括電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分，控制精度主要決定于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制性能，它能夠?qū)⑾到y(tǒng)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出軸的角位移、直線位移，控制閥門等截流件的位置或其它調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使被控介質(zhì)按系統(tǒng)要求狀態(tài)工作。
1 電動(dòng)執(zhí)行器的研制及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
我國(guó)電動(dòng)執(zhí)行器的研制起步較晚，是從蘇聯(lián)有觸點(diǎn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿制開(kāi)始的，60年代末70年代初，逐步發(fā)展了DDZ-II型和DDZ-III型產(chǎn)品[1]。
80年代以來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)展快速，無(wú)觸點(diǎn)的DKJ型角行程和DKZ型直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大類產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，DKJ、DKZ是我國(guó)最早的、唯一生產(chǎn)的電動(dòng)執(zhí)行器，此產(chǎn)品以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)被最早的國(guó)營(yíng)大型企業(yè)使用。
隨著現(xiàn)代工控計(jì)算機(jī)管理的發(fā)展，目前我國(guó)儀器儀表行業(yè)整體綜合技術(shù)水平普遍上升，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表產(chǎn)品中普遍采用，多數(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化。今天，DKJ、DKZ系列與以前相比有了兩大實(shí)質(zhì)性改進(jìn)：
（1）生產(chǎn)出直接受計(jì)算機(jī)控制的智能電子型、戶外型、隔爆型等改進(jìn)型產(chǎn)品；
（2）將電路控制部分灌封在一個(gè)小型塑料盒中，即模塊，形成了便于維護(hù)的即插即用型。因此，普通DKJ型和DKZ型的可靠性、精度、負(fù)載能力、信號(hào)品質(zhì)系數(shù)等性能有了很大提高，而且對(duì)環(huán)境條件的要求降低了很多；
智能型的電動(dòng)執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)了智能控制、防護(hù)等級(jí)高、控制精度較高、重量輕、穩(wěn)定性好的功能[2，3]。如上海光輝自動(dòng)化閥門有限公司生產(chǎn)的RQM系列智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)就具備這些特點(diǎn)，其位置控制基本誤差=±1%，重復(fù)性誤差：（設(shè)定行程時(shí)間≥25s）≤1%。上海工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表研究所開(kāi)發(fā)的RK-Z系列智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用全封閉、一體化結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)系統(tǒng)采用螺桿螺母式，傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)精度高；具有自診斷、自調(diào)整和PID調(diào)節(jié)功能。此外，天津貝爾儀表有限公司生產(chǎn)制造的SKJ快速系列（3s或6s，國(guó)內(nèi)最快）特別適用于需要緊急動(dòng)作的工作場(chǎng)合。但國(guó)內(nèi)的許多智能電動(dòng)執(zhí)行器是引用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)制造的，如天津市龍城自動(dòng)化儀表有限公司生產(chǎn)制造的SH系列智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了法國(guó)新一代先進(jìn)技術(shù)。因此，與國(guó)際上先進(jìn)的智能化電動(dòng)執(zhí)行器相比，現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍存在控制方式落后，可靠性不高，不能根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際要求進(jìn)行參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，不能組成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制等問(wèn)題。在安全防爆性能等方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，影響了它的應(yīng)用[4]。
目前國(guó)內(nèi)普遍使用DKJ和DKZ型兩大類產(chǎn)品，一些企業(yè)使用DKJ、DKZ的更新?lián)Q代產(chǎn)品，但在控制要求較高的實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)控制中，主要是依賴價(jià)格較高的國(guó)外智能產(chǎn)品。如德國(guó)SIPOS、AUMA、EMG，英國(guó)ROTORK，法國(guó)BERNARD，美國(guó)LIMITORQUE等電動(dòng)執(zhí)行器。隨著各種過(guò)程控制要求的不斷提高，電動(dòng)執(zhí)行器必須提高控制性能，才能真正提高自動(dòng)控制水平[5]。
1.2 國(guó)際狀況
自1929年LIMITORQUE公司制造出了世界上第一臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以來(lái)，國(guó)際上電動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)水平發(fā)展迅速。20世紀(jì)80年代起，國(guó)外相繼推出了符合各種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的智能執(zhí)行器，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)取得了較好的應(yīng)用效果[6]。由于高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前國(guó)外己開(kāi)發(fā)出新一代智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)己在閥門設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。這些智能化電動(dòng)執(zhí)行器功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單可靠、技術(shù)先進(jìn)
[7，8]。國(guó)際著名的電動(dòng)執(zhí)行器公司英國(guó)的ROTORK（羅托克）生產(chǎn)的IQ系列智能化電動(dòng)執(zhí)行器，不但具有智能通信、智能控制、支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線的功能，而且其獨(dú)有的雙密封系統(tǒng)和紅外線非侵入式設(shè)定使它可用在任何環(huán)境中，防水防暴，終身可靠，調(diào)試及故障排除簡(jiǎn)單。德國(guó)Hartmann&Braum公司新一代產(chǎn)品智能電動(dòng)執(zhí)行器MOE700實(shí)現(xiàn)了智能式電子一體化，變頻變速定位，監(jiān)控等功能。代表著該領(lǐng)域的世界先進(jìn)水平的公司還有美國(guó)的JORDAN公司和LIMITORQUE公司等幾家國(guó)外著名的公司。JORDAN公司的智能電動(dòng)執(zhí)行器突出特點(diǎn)是動(dòng)作頻率高，其動(dòng)作頻率是2000～4000/h，而國(guó)內(nèi)的電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作頻率在2000/h以下，一般動(dòng)作頻率達(dá)到1200/h就是很高的了。總之，國(guó)際上智能電動(dòng)執(zhí)行器有以下特點(diǎn)：
（1）智能通信，智能控制智能電動(dòng)執(zhí)行器利用微機(jī)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙向通信、PID調(diào)節(jié)、在線自動(dòng)標(biāo)定、自校正與自診斷等多種控制技術(shù)要求的功能，有效提高控制水平[9]。
（2）機(jī)電一體化新型智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將伺服放大器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)合為一體，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用功能強(qiáng)大的集成模塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制性能 好[9]。
（3）控制策略更為先進(jìn)先進(jìn)的控制方法有利于解決電機(jī)的慣性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，提高控制精度[10]。Nucom電動(dòng)執(zhí)行器利用先進(jìn)的電制動(dòng)技術(shù)，控制精度可達(dá)1/250，國(guó)產(chǎn)的普通型DKZ及DKJ電動(dòng)執(zhí)行器控制精度一般為2.5/100。
