万能材料试验机电控系统的研究与部分实现

摘要

论文针对常见的材料试验机电液伺服控制系统存在的问题，比如，负载刚度的变化、系统模型参数的时变、滞后非线性因素以及易受负载、油压变化等展开研究。 论文以电液比例控制液压万能试验机为具体对象，在详细分析其工艺工况的基础上，给出了系统的物理和数学模型；着重就惯性负载、弹性负载不同的负载特性工况，对位置、变形、试验力控制系统进行了建模，并分析了它们的动静特性，指出影响系统精确性、快速性、稳定性的因素，并提出相应的解决办法；然后，论文推出了以工控机为控制核心的电液比例试验机控制系统；编写了电液比例控制液压万能试验机的部分工业控制软件，通过所编软件可实现：参数的初始化设置，试验材料测试方案的设计与保存，试样信息的录入、保存、修改和激活，力学性能参数和材料特性曲线的实时显示，自动程控方式下的编程，数据库管理和报表打印等功能；整个软件方案设计具有界面友好、操作方便、功能齐全等特点。 文章最后，针对该试验机的非线性、材料特性参数的时变性，依据材料力学试验理论，在不同的试验阶段采用了PID控制和模糊控制相结合的控制方法，并经MATLAB仿真，结果表明：所设计的以工控机为控制核心的电控系统是有效的。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1材料试验机的发展历史

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.2.1国内外研究现状

1.2.2发展趋势

1.3课题的意义和所做工作

第二章材料力学试验基本原理

2.1引言

2.2材料拉伸时的力学性质

2.3材料力学性能参数测定

2.4本章小结

第三章电液比例控制液压万能材料试验机的结构组成和工作原理

3.1引言

3.2试验机的结构组成

3.3试验机的电控系统

3.4试验机的液压控制系统

3.5试验机的工作原理

3.6本章小结

第四章试验机的系统建模及特性分析

4.1引言

4.2微小流量电液比例方向阀及液压缸的数学模型

4.3材料试验机的电液比例控制系统动态特性分析

4.3.1惯性负载位置控制系统的数学模型及动态特性分析

4.3.2弹性负载位置控制系统的数学模型及动态特性分析

4.3.3弹性负载变形控制系统的数学模型及动态特性分析

4.3.4弹性负载试验力控制系统的数学模型及动态特性分析

4.4本章小结

第五章试验机的工程测试应用软件设计

5.1引言

5.2软件的整体设计方案

5.3试验操作主界面

5.4主界面菜单项

5.5试样信息输入模块

5.6试验方案设置模块

5.7试验程控模块

5.7.1论文设计的自动程控介绍

5.7.2自动程控程序实现的用户编程功能

5.8试验数据处理模块

5.9本章小结

第六章试验机的控制策略研究

6.1引言

6.2 PID控制策略在电液比例控制试验机上的应用

6.2.1 PID控制算法

6.2.2电液比例控制试验机的PID控制仿真

6.3模糊控制策略在电液比例控制试验机上的应用

6.3.1材料试验机电液比例控制系统的模糊控制器设计

6.3.2电液比例控制试验机的模糊控制仿真

6.4本章小结

结语

参考文献

致谢

作者在硕士期间发表或录用的论文