液压万能试验机的计算机控制应用研究

摘要

本课题是根据工作单位实际情况，对液压式万能材料试验机进行数控改造的研究工作，本文从总体上叙述了系统的研制过程，并着重介绍在研制过程中遇到的技术难题及其解决方案。
　　在充分掌握万能材料试验机的工作原理，材料性能检测的力学性能指标的基础上，明确在数控系统研制工作中的难点，提出应解决的问题是PC机系统实时性采集、控制方案问题和与第三方的采集板的程序接口实现问题，而重点是分析应力-应变曲线中的不同阶段和等速应力、等速应变的控制的实现方案等。在此基础上，本文提出了数控化系统的总体设计方案，即以PC机为主体，以专用测控开发软件Labwindows/CVI为开发平台，开发系统各个子单元，进行系统集成。本系统可以按照《GB/T228-2002》要求灵活调节加荷速率，能够对载荷、变形进行自动跟踪测量并能显示力值、变形、加荷速率和力-变形曲线，还可按《GB/T228-2002》标准的要求自动处理各种力学性能指标数据。本课题的主要工作：
　　(1)在系统的总体设计上，参照一般的电子万能试验机的配置，结合液压万能试验机的自身特点，确定了采集和控制部分各个组成器件，本部分主要从低成本和缩短开发周期两点出发，把研究的重点放在如何简单的实现开发软件和第三方采集板之间的通信问题。
　　(2)研究了如何实现实时性的控制。本部分考虑到控制过程的瞬时性并结合采集过程的瞬时性，采用多线程技术来实现实时采集来配合简单方便的增量式PID控制来完成系统的实时控制，并运用Adaline网络不断的进行控制参数的修正。
　　(3)整个工作的重点是用当前流行的虚拟仪器编程语言Labwindows/CVI编写数控化软件进行系统集成。本部分开发实现了数据采集中的信号与数据采集板的通信，完成了整个系统的实时采集、数据中转存储、数据处理和分析、试验结果的保存和查询、实时控制等各子单元的研制工作。
　　本论文在以下几个方面还需要展开和深入：
　　(1)在硬件选型上面应该在原有产品的基础上更进一步研究和改进，以更好地满足本系统的实际要求。
　　(2)控制策略方面，改进的PID控制在实际应用中取得了较好的效果，但没有就试验机模型进行仿真，与经典PID控制进行定量比较，在控制参数的整定和Adaline网络的自适应上没有跟进一步的研究优化，另外控制参数自整定方面也是值得进一步深入研究的问题。
　　(3)数控软件研制方面，还需要进一步完善和提高。

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1 绪论

1.1 力学性能检测的意义

1.2 万能材料试验机的产生和发展

1.3 本论文研究的内容

2 系统数字化改造方案

2.1 DLY-30型试验机介绍

2.2 液压式万能试验机现状

2.3 系统设计的技术方案

3 数据采集软件的研究

3.1 数据通信的实现

3.2 软件总体设计及分析

3.3 数据分析策略

4 系统控制部分研究

4.1 实时控制的实现

4.2 控制系统分析

4.3 控制策略

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢