微机控制扭转材料试验机系统的研究

摘要

计算机控制的材料试验机，是目前国内外试验机行业开发研究的热点。本论文在掌握大量试验机动态信息的基础上，深入研究并设计了扭转材料试验机计算机控制系统。 对系统的分析表明：被控对象参数的大范围变化、多余力、试件扭转变形对负载流量的干扰以及摩擦力矩干扰是影响控制精度的四个主要因素。文中应用了结构不变性原理设计了补偿器，以消除这些不利因素的影响。针对系统对象的这些特点，分别对传统PID控制和内模控制进行了研究与仿真，仿真结果表明：线性PID控制不能满足全部性能指标的要求。而内模控制结构简单，具有很强的鲁棒稳定性，能够实现对特定输入信号的无静差跟踪，而且能够完全抑制外加扰动。其优良的性能很适合本系统。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1试验机研究背景及意义

1.2论文研究内容

第二章系统构成及技术指标

2.1系统构成及原理

2.2主要技术指标及特点

第三章系统建模与分析

3.1动力元件的选择

3.2系统建模

3.3影响系统加载精度的因素

第四章多余力分析及抑制

4.1多余力的定义及产生机理

4.2多余力的抑制方法

4.3基于结构不变性原理的多余力仿真与分析

第五章控制系统设计与仿真

5.1概述

5.2传统PID控制

5.2.1 PID控制的原理

5.2.2 PID控制器的设计与实现

5.2.3仿真结果分析

5.3内模控制

5.3.1内模控制的结构与原理

5.3.2内模控制的特性

5.3.3内模控制器的设计

5.3.4内模控制的改进

5.3.5加载系统内模设计与仿真研究

5.3.6仿真结果分析

5.4结论

第六章测控系统和软件设计

6.1测控系统的硬件组成

6.2软件总体设计

6.3功能分析

6.4模块设计

6.4.1试验参数输入模块

6.4.2输入波形选择及参数设置

6.4.3系统初始化

6.4.4控制算法的实现

6.4.5数据采集模块

6.4.6数据库访问模块

6.4.7数据显示模块

6.4.8实时报警模块

6.4.9报表打印模块

6.5软件设计中的要点

6.5.1采样周期的选择

6.5.2多媒体定时器的设计

6.5.3多线程技术的实现

6.6系统工作过程

第七章总结与展望

参考文献

作者硕士期间发表的文章

致谢