100kN電液伺服疲勞試驗機的控制系統(tǒng)研制.pdf

1、在材料性能測試中，疲勞試驗機是最為常用的設(shè)備。疲勞試驗機的性能主要取決于其控制系統(tǒng)。由于數(shù)字控制器具有靈活的多參量控制補償功能，特別是對系統(tǒng)的非線性修正、改善控制特性和控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換方面模擬控制系統(tǒng)是不能比擬的，因此得到了很大的發(fā)展和應用。而國內(nèi)的全數(shù)字式控制器目前還在研制中，距離產(chǎn)業(yè)化應用還有一定的距離?；谶@一情況，本文在普通的PC機上應用LabWindows/CVI軟件對疲勞試驗機的全數(shù)字式控制系統(tǒng)進行了開發(fā)。 首先，對疲勞

2、試驗機的液壓及電控系統(tǒng)設(shè)計進行了簡要的介紹。然后利用理論分析和系統(tǒng)辨識相結(jié)合的方法來建立系統(tǒng)模型，由前者經(jīng)過機理分析建立系統(tǒng)經(jīng)過簡化的模型，分析系統(tǒng)的特征，為系統(tǒng)辨識提供足夠的信息，然后使用最小二乘的方法對系統(tǒng)離散模型進行辨識。針對經(jīng)辨識得到的系統(tǒng)差分方程模型，通過遺傳算法獲得PID控制器參數(shù)初始值，繼而用改進的單純形法進行最終尋優(yōu)。 在實時控制系統(tǒng)中，時間顯然是最寶貴的資源。控制系統(tǒng)的各項任務，包括輸入、輸出、控制計算以及數(shù)據(jù)

3、傳輸都必須在確定的時刻開始，在有效的截止時間內(nèi)完成。推理和計算的正確性不僅依賴于邏輯的準確，而且依賴于結(jié)果產(chǎn)生的時間。因此要完成實時控制任務，首先就是要能夠獲得精確的時間，從而使控制程序能夠周期定時地被啟動運行。本文利用Windows精確定時技術(shù)進行定時，該技術(shù)1ms的定時誤差不超過2％。另外，利用多線程技術(shù)把系統(tǒng)運行狀態(tài)實時顯示、數(shù)據(jù)實時記錄放到控制線程之外的輔助線程以保證控制效果。 最后，對控制軟件的各個控制界面以及控件進行