[发明专利]一种真三轴刚性试验机峰后加载过程伺服控制系统及方法

摘要

本发明提出一种真三轴刚性试验机峰后加载过程伺服控制系统及方法，属于岩石真三轴试验机伺服控制领域，系统包括：真三轴压力试验机、力和位移传感器、AI智能识别模块、前馈环节、PID控制器、内外伺服驱动器和计算机；本发明提出一种更加真实，更加稳定的反映深部岩体渐进破裂行为的真三轴试验峰后控制技术，该技术采用AI智能识别和前馈反馈控制系统，控制算法将前馈控制作用和反馈控制作用相结合，结合深部硬岩渐进破裂行为的特点，液压响应更加及时，控制更加稳定，解决了因液压响应不及时导致峰后应力反复调整的问题，新技术更能真实地反映深部硬岩峰后渐进多阶段破裂行为。

主权项

1.一种真三轴刚性试验机峰后加载过程伺服控制系统，其特征在于，一种真三轴刚性试验机峰后加载过程伺服控制系统包括：真三轴压力试验机、力和位移传感器、AI智能识别模块、前馈环节、PID控制器、内外伺服驱动器和计算机；待测试岩石试样被放置于真三轴压力试验机中，待测试岩石试样与力和位移传感器相连接，力和位移传感器与AI智能识别模块相连接，AI智能识别模块分别与前馈环节和PID控制器相连接，前馈环节与PID控制器相连接，PID控制器与内外伺服驱动器相连接，内外伺服驱动器与真三轴压力试验机相连接；真三轴压力试验机，真三轴压力试验机对放置于压力室中的待测试岩石试样进行加载，此过程会引起岩石试样破裂和变形，真三轴压力试验机能够实现三个主应力方向相互独立加载；力和位移传感器，检测待测试岩石试样破裂和变形时产生的电信号，并将此电信号传递给AI智能识别模块；AI智能识别模块，使用神经网络，辨识出被测试岩石试样破裂和变形时产生的电信号属于非线性或者线性信号，若电信号属于线性信号，则与PID控制器联通，并采用单一PID控制，若电信号属于非线性，则与前馈环节相连接，采用前馈环节加PID控制方式进行控制；前馈环节，当AI智能识别模块接通前馈环节，给系统提供前馈传递函数参数，并与PID控制器传递函数参数相乘，完成前馈环节与PID控制器结合控制系统；PID控制器，当AI智能识别模块接通PID控制器，则PID控制器为系统提供单一PID控制，并输出控制信号给液压执行元件；内外伺服驱动器，接到PID控制器输出的控制信号，内外伺服驱动器作用于真三轴压力试验机，根据PID控制器输出的控制信号，对作用于待测试岩石试样上的压力进行调整，保证岩石峰后破裂的稳定性；所述计算机发出对加载指令及设定要求的控制量，指导真三轴压力试验机对待测试岩石试样进行加载试验。