[发明专利]中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法及设备

说明书

本发明提供了一种中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法及设备，包括：获取围压信号并进行调制，对调制后的围压信号进行滤波去噪，得到实用级围压信号；将实用级围压信号转换为第一数字信号，对第一数字信号进行纠偏得到第一纠偏信号，将第一纠偏信号转换为第一模拟信号，采用第一模拟信号对围压伺服执行机构进行围向纠偏控制；获取轴压信号并对轴压信号进行调制，对调制后的轴压信号进行滤波去噪，得到实用级轴压信号；将实用级轴压信号转换为第二数字信号，对第二数字信号进行纠偏得到第二纠偏信号，将第二纠偏信号转换为第二模拟信号，采用第二模拟信号对轴压伺服执行机构进行轴向纠偏控制。本发明可以快速采集数据并加载岩样轴压与围压。

技术领域

本发明实施例涉及岩石力学试验技术领域，尤其涉及一种岩样中等应变率动岩石动三轴试验伺服控制方法及设备。

背景技术

材料的力学特性具有应变率效应特征，峰值强度随应变率的增加整体呈增大的变化趋势。开展中等应变率范围内（中等应变率为）试验有利于相关工程的建设与工程灾害的预防，如核电工程岩体爆破开挖、防护工程建设、地下隧洞岩爆预防等。以往的设备基本采用瞬时加载的方式对材料进行中等应变率的加载，如气体驱动、炸药驱动及气-液混合驱动等。上述驱动模式在开展试验的过程中，具有一定的问题，包括压力的不可控制及试验结果较离散等。这些不良结果所带来的问题对试验数据的可靠性具有极大的影响。为得到稳定且可靠的试验结果，则需在试验过程中维持试样所处的应力状态稳定。对于中等应变率试验而言，采集与处理数据的速度要求较高，通常为毫秒量级，故开发一种中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法及设备具有较大的挑战性，也是业界亟待解决的技术问题，该问题的解决将有效地克服上述相关技术中的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法，包括：获取围压信号并对围压信号进行调制，对调制后的围压信号进行滤波去噪，得到实用级围压信号；将实用级围压信号转换为第一数字信号，对第一数字信号进行纠偏得到第一纠偏信号，将第一纠偏信号转换为第一模拟信号，采用第一模拟信号对围压伺服执行机构进行围向纠偏控制；获取轴压信号并对轴压信号进行调制，对调制后的轴压信号进行滤波去噪，得到实用级轴压信号；将实用级轴压信号转换为第二数字信号，对第二数字信号进行纠偏得到第二纠偏信号，将第二纠偏信号转换为第二模拟信号，采用第二模拟信号对轴压伺服执行机构进行轴向纠偏控制。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法，所述将实用级围压信号转换为第一数字信号包括：采用毫秒级频响的模数转换元器件将实用级围压信号转换为第一数字信号；所述将实用级轴压信号转换为第二数字信号包括：采用毫秒级频响的模数转换元器件将实用级轴压信号转换为第二数字信号。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法，所述将第一纠偏信号转换为第一模拟信号包括：采用毫秒级频响的数模转换元器件将第一纠偏信号转换为第一模拟信号；所述将第二纠偏信号转换为第二模拟信号包括：采用毫秒级频响的数模转换元器件将第二纠偏信号转换为第二模拟信号。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法，所述获取围压信号并对围压信号进行调制，以及所述获取轴压信号并对轴压信号进行调制，包括：

其中，为对围压信号或轴压信号进行调制后的信号输出；为调频指数；k为调频灵敏度；为围压信号或轴压信号的输出；为围压信号或轴压信号的幅度；为围压信号或轴压信号的频率；t为时刻；为载波信号的输出；为载波信号的幅度；为载波信号的频率。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的中等应变率岩石动三轴试验伺服控制方法，所述对调制后的围压信号进行滤波去噪，得到实用级围压信号，以及所述对调制后的轴压信号进行滤波去噪，得到实用级轴压信号，包括：