气动调节阀是工业过程控制仪表之一，广泛应用于化工、电力、冶金、制药等行业。阀门定位器作为气动调节阀的最为核心部件，对气动调节阀的控制起决定性作用。压电式阀门定位器是近几年新出现的一种新型结构的定位器，其采用压电阀（压电转换单元），实现了电气转换功能，工作时功耗极低，稳定状态时进气口和排气口都关闭，耗气量几乎为零，有利于节能，其应用将越来越广泛。压电式阀门定位器主要利用MCU采集给定信号与阀位反馈信号，根据误差以及误差的变化率等信息，依据一定的控制算法输出控制信号，经过驱动电路驱动压电阀控制进气口和排气口的状态，从而达到控制阀门位置的目的，形成一个完整的闭环控制。根据所用的压电阀的不同，阀门定位器可分为开关式与比例式阀门定位器。开关式阀门定位器的进气口和排气口只能是全开或者是全关，控制电压也是逻辑的高低电平，控制算法一般采用五步开关法，即距离目标位置较远时采用B-B控制，当接近目标位置时采用PWM控制；比例式阀门定位器的进气口和排气口是根据控制电压大小的不同而呈现不同大小的开口，相比开关式其控制过程更加平缓，接近目标位置时，利用较小的控制电压实现微量进气或者排气，可提高控制精度。
目前，国内外对开关式阀门定位器研究深入，国外有德国西门子公司生产的SIPARTPS2压电开关式阀门定位器，国内有重庆川仪自动化股份有限公司生产的HVP型压电开关式阀门定位器，均取得了良好的控制效果。但是目前国内外对压电比例式阀门定位器研究还不够深入。介绍了韩国YTC公司生产的压电比例式阀门定位器，以及国内京仪集团采用比例式压电阀，研制出全电子式阀门定位器。
本文分析了一种比例式压电阀的特性，提出一种按给定值阶跃大小划分范围的控制算法，并给出了参数整定的方法与步骤，搭建基于实时仿真系统dSPACE为核心的控制系统，在重庆川仪自动化股份有限公司技术中心对不同类型的阀门进行控制实验，取得良好的控制效果
比例式压电阀特性分析
比例式压电阀上有4个端子，控制信号经驱动电路通过这4个端子来控制压电阀。端子2、3控制进气口，端子1、4控制排气口。在一定的电压范围内，其进气口和排气口随着2、3路电压差和1、4路电压差的变化而呈现不同的开口大小，即线性进气和线性排气，如表1所示，B-B表示Bang-Bang控制，表中所给数据只是针对一种压电阀所测得的数据，不同的阀所测得的数据可能不一样。
由MCU或者dSPACE发出的控制信号电压比较低，需要经过放大之后供给压电阀。为此，采用同相放大电路对信号进行放大后接至压电阀的1、2路；采用PWM波转DA的方式对信号进行处理后接至压电阀的3、4路，即通过改变PWM波的占空比来改变控制电压的大小。
为不同占空比对应的排气特性曲线，其中第1路电压固定为低电平，随着第4路的占空比不断增大，则对应到压电阀上第4路与第1路之间的电压差在不断增大，排气速度越来越慢。
为不同占空比对应的进气特性曲线，其中第2路电压固定为低电平。由图可见，随着第3路的占空比不断减小，则对应到压电阀上第3路与第2路之间的电压差在不断减小，进气速度越来越慢。
综上所述，当控制电压在一定范围内（即线性区间），比例式压电阀的进气口和排气口大小是可变的，从B-B进气或者排气一直到微量进气或者排气，呈现出比例特性。实际控制过程中就可以利用所测得的线性区间完成B-B进气或者排气后的平缓降速以及高精度微调。
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