[发明专利]数字式自适应电液疲劳试验机及实现方法

权利要求书

1.一种数字式自适应电液疲劳试验机，包括液压系统和控制系统，其特征是：液压系统包括泵站、伺服阀、液压缸和液压管路，控制系统包括数字控制器、力或位移传感器、功率放大器和A/D、D/A转换器，传感器信号通过放大电路和A/D转换器输入数字控制器，数字控制器对输入指令与处理后的传感器输入信号作差后加入一些简单的控制，得到输出指令，D/A转换器将上述输出指令转化为模拟量，再经过模拟电路对该模拟量进行功率放大，然后驱动伺服阀阀芯，进而使液压缸做出如输入指令要求的动作，控制系统分别设置力控系统和位置控制系统：包括计算机；数字控制器采用自适应控制器结合PID控制器；A/D转换器和D/A转换器采用16位A/D、D/A数据采集板卡PCL816，经过调理的力传感器信号和位移传感器信号分别接到PCL816的A/D端口，数字控制器的输出接到PCL816的D/A端口，再经过功放部分进入试验机部分，力控系统和位置控制系统之间的相互切换由数字控制器来完成。

2.一种数字式自适应电液疲劳试验机实现方法，包括以下步骤；在加载试验开始前通过位置控制系统使加载点停在一个合适的位置，加载试验过程中切换到力控系统，当加载过程中出现试件断裂等异常情况时，又迅速自动切换到位置控制系统，在加载试验结束后又通过位置控制系统使加载点回到一个合适的位置；采用数字信号处理技术来调理传感器信号，保证位移回路的稳定性和精度，控制过程是：传感器信号通过放大电路和A/D转换器输入数字控制器，数字控制器对输入指令与处理后的传感器输入信号作差后施以控制算法，得到输出指令，D/A转换器将上述输出指令转化为模拟量，再经过模拟电路对该模拟量进行功率放大，然后驱动伺服阀阀芯，进而使液压缸做出如输入指令要求的动作。

3.如权利要求2所述一种数字式自适应电液疲劳试验机实现方法，其特征是：采用增益自整定的方法来调节力控系统，其工作过程为：当当前值与给定值的差值大于某个设定值时，采用一个较大的增益，加快调节过程；随着差值变小，增益也逐渐变小，从而保证加载精度。

4.如权利要求2所述一种数字式自适应电液疲劳试验机实现方法，其特征是：上述控制算法采用自适应调节方法，包括以下步骤，当增益偏大，实际输出最大值大于设定最大值，且实际输出最小值小于设定最小值时，减小增益值；当增益偏小，实际输出最大值小于设定最大值，且实际输出最小值大于设定最小值时，增大增益值。

5.如权利要求2所述一种数字式自适应电液疲劳试验机实现方法，其特征是：采用数字信号处理技术来调理传感器信号，使检测系统精度优于±0.05％；其处理过程为：对力或位移传感器信号进行巴特沃思低通数字滤波，然后经过放大器将信号调整到A/D转换器所允许的电压值范围。