[发明专利]一种液压材料试验机控制模式的在线跟踪平滑切换方法

权利要求书

1.一种液压材料试验机控制模式的在线跟踪平滑切换方法，其特征在于，所述液压材料试验机各个通道均采用PID控制方式；根据切换前后两种控制模式的驱动电压的误差，获得学习信号；通过PI跟踪器闭环学习待切换模式的学习信号作为输入指令，使得切换后的驱动电压能够实时跟踪切换前的驱动电压，因此，实际驱动系统的驱动信号在切换瞬间保持不变，切换后控制模式的闭环形成过程中，不会出现位移、载荷或者应变的冲击。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从控制通道1切换到控制通道2的一般过程如下：

当控制模式处于通道1时，通道1的闭环形成，此时控制通道1的PID-1控制器的驱动电压的计算方式为：

式中，P₁是通道1的比例系数，I₁是通道1的积分系数，D₁是通道1的微分系数；e₁(t)是通道1的指令信号与输出反馈信号的差；

控制通道1的驱动电压u₁(t)输出给伺服阀，驱动伺服阀阀芯运动，从而使液压油流入油缸使油缸作动；

与此同时，控制通道2的PID-2控制器也处于工作状态，且采用PI跟踪器来学习控制通道2的输入指令信号，使得控制通道2的驱动电压u₂(t)能够实时跟踪u₁(t)；学习过程描述为：

learn_1-2(t)＝Pe₃(t)+I∫e₃(t)dt

式中，learn_1-2(t)为通道2的输入指令信号，用于学习；P是PI跟踪器的比例系数，I是PI跟踪器的积分系数；P₂是通道2的比例系数，I₂是通道2的积分系数，D₂是通道2的微分系数；e₃(t)是通道1的驱动电压u₁(t)与通道2的驱动电压u₂(t)的差； e₂(t)是通道2的输入指令信号与输出反馈信号的差，即learn_1-2(t)与通道2的反馈信号的差；

等接收到切换指令的中断消息，将伺服阀的驱动电压从通道1切换至通道2，同时，将通道2的指令输入信号从切换过程学习信号learn_1-2(t)切换至通道2的命令输入信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个通道的PID控制和PI跟踪器采用模拟电路实现或用数字控制器实现；伺服阀的驱动电压从通道1切换至通道2通过模拟开关、继电器控制或数字控制器编程实现。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，材料试验机的控制通道包括位移、载荷、应变。