20世紀50年代中期以來,國外先后開發了多種控制形式的,如美國MTS系統公司、英國的英斯特朗有限公司、日本的島津制作所等都有自己的特色產品,德國DOLT公司的試驗機控制系統廣泛應用在各個廠家的試驗機上。自20世紀70年代開始,他們又將計算機技術逐漸的應用到試驗機上,我國電子式也得到了一定的發展,但是,由于一方面長期習慣于防止國外產品,國產測試設備缺乏創新能力,另一方面受開發制造成本和工藝所限,還沒有形成具有國際競爭力的系統級規范化標準化產品。
國內最早的一款電子式是由長春試驗機研究所開發的WD系列產品。目前,國內試驗機廠家眾多,有實力的廠家也越來越多地參與到試驗機市場的競爭中來,其中以長春試驗機研究所、吉林省金力試驗技術有限公司、江蘇天源試驗設備有限公司、濟南試金集團有限公司、深圳新三思材料檢測有限公司等企業的開發研制、生產能力較為突出。
控制系統是核心,其控制精度和可靠性關系到試驗的成敗及試驗人員的安全。伺服單元是試驗機控制系統的關鍵部件,其目的是為了在試驗過程中獲得良好的應力速率、應變速率、位移速率以及定負荷、定變形、定位移等。采用何種方式進行加載是與試驗機的種類、試件的類型、驅動部件類型、加載方式、控制精度要求等相關的,但是最終都要滿足相應材料國家標準的要求,特別是應力速率和應變速率要求。
PID控制是目前自動控制系統中應用很廣泛的一種控制方法,其控制效果主要取決于三個控制參數足和KD的調整。目前,一般的材料試驗機伺服控制器仍采用經典的PID控制方法。盡管PID調節器具有簡單、穩定性好、可靠性高等優點,但由于試驗機負載的改變會導致系統參數變化。而系統參數變化后PID調節器的控制性能將大大降低、近年來,在試驗機控制技術上,國內外的學者進行了一系列的研究工作,如多目標最優控制、分級比例控制、變結構控制、鎖相一自適應控制、模糊控制等。在實際的應用中,為了獲取更加優良的控制性能,一般控制器都需要重新做適當的調整。所以,為提高系統的控制性能,人們開始考慮控制器參數的自適應控制問題,以實現系統閉環控制器參數的自適應調節。 |