电动执行器是工业自动化过程控制中重要的组成部分,随着现代科学技术的发展,调节阀的控制精度要求越来越高,市场需求量也越来越大,其中所需的高性能调节阀所占的比例越来越高,为了满足国内工业生产的需要,同时也为了打破国外在这方面对我国的垄断,我们需要开发出具有独立自主知识产权的高性能调节阀。而调节阀的性能主要取决于配套的执行机构,电动执行机构作为其中的一种,由于驱动能源方便获得、体积小等特点得到广泛应用,本文结合电动调节阀的发展现状以及发展趋势,以提高响应速度、保证控制精度、增强系统安全性为目标,开展了新型智能化电动执行器的控制系统及其全电子式转矩保护方面的研究。首先,根据执行器生产过程中的功能要求和生产特点,开发了一套以ATmega128单片机为核心的控制器,该控制器实现了键盘输入、数据采集、液晶显示、数据存储、红外控制、温度检测、危险报警等功能。控制器各个部分的硬件电路图均在Protel软件中绘制完成,软件部分在AVR Studio中实现了主程序及各子程序的编程。再次,在对三相交流电机的数学模型以及电机矢量控制原理进行详细的研究基础上,通过坐标变化、磁链观测等数学方法,把三相交流电机等效为直流电机,进而推导出其电磁转矩的辨识算法,该算法只需要通过测量电机的三相电压和三相电流即可实现转矩的实时计算功能,从而为实现电动执行器的全电子式转矩保护提供了可行的理论基础。最后,根据推导出的电磁转矩辨识算法,首先在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并且模拟阶跃负载、斜坡负载等不同的负载形式对系统进行加载,从而在仿真环境下获得辨识算法的测量精度,为下一步的实验验证辨识算法的精度提供初步数据参考。随后以STM32F103为控制芯片对转矩实时测量计进行了软硬件设计,实现了三相电流和三相电压检测、转矩实时计算及显示、转矩过载保护等功能,同时搭建转矩测量计测量精度验证实验平台,通过MDU-Ⅲ型号的电机拖动实验装置对电机进行加载,对比负载转矩和辨识转矩,最终得到转矩辨识算法的辨识精度以及转矩测量计的测量精度。