我和PID控制之五：闭环控制的难点可能在传感器和执行器

对于一些非常规的、比较少见的控制系统，难点往往在于传感器和执行器。双燃料发电机组保留了柴油发电机组控制柴油燃烧的机械调速器，用电子调速器通过自制的转阀控制天然气的流量。
该系统实际上是一个油门开度和转速的双闭环控制系统（见下图）。
机械调速器有一个齿条，其位置值与柴油机的油门开度有关。用位置传感器检测油门开度，对油门开度作闭环控制，就可以控制耗油量。位置控制器的输出作为电子调速器的给定值。

机组的转速由与电子调速器配套的转速传感器检测，转速传感器将机组转速转换为与转速成正比的电压信号反馈回电子调速器的输入端，与转速给定值进行比较后作为电子调节器的输入信号。转速传感器安装在发动机主轴上的大齿轮园周旁边。
现场强烈的震动，油污和潮湿使环境非常差，需要寻找一种价格便宜、可靠的位置传感器。通过多方比较，采用了电动调节阀内部的阀芯位置检测器。它使用差压变送器，对环境的适应性强，价格不贵，传感器和测量电路配套齐全，我们当地的生产厂家可以单独卖位置传感器和配套的测量电路。
电子调速器通过转阀来控制天然气的流量。转阀是甲方自制的，内外两个圆筒，它们的圆周面上沿着圆弧开了一个孔。内外圆筒相对转动时流过天然气的孔的面积改变。
可能与我早年搞过机械有关，我发现转阀与电字调速器的配合有问题。电子调速器的角位移执行机构的角度变化范围接近180度，但是转阀的转动角度很小，只有30多度，调速器的输出略有变化，就会导致转阀全开或全关。执行器看起来应该是机械工程师的事，但是如果处理不当，倒霉的是我们控制工程师。发现问题后，我建议机械工程师将转阀的旋转角度改为160度，消除了这个隐患。