电液伺服系统在材料试验机中应用

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1、电液伺服系统在材料试验机中应用　　【摘要】在自动化领域，电液伺服控制系统占有重要的位置，它是液压技术、计算机技术、电子技术和控制理论的有机集合体。本文简要的介绍了电液伺服控制系统的发展以及电液伺服材料试验机的发展历程，分析了电液伺服控制系统以及电液伺服材料试验机的技术原理，指导使用人员更好地了解和使用电液伺服材料试验机，提高该类试验机的使用率。　　【关键词】电液伺服；材料试验机　　随着我国科技化产业化进程的不断深入，工业生产中各种材料、零部件、构件以至整机（如飞机）或整个建筑物(如大型地震台)等都需要经过试验才能确定其力学性能，因此试验机的发展水

2、平在某种程度上反映了一个国家的工业水平，尤其是动态试验机的水平更代表了一个国家在材料力学领域的研究水平。而电液伺服系统作为材料试验机的核心系统，其性能直接决定了材料试验机的性能，本文就材料试验机系统的发展及其常用的电液伺服系统进行了介绍。　　　　1、伺服系统的介绍与发展　　　　伺服是指物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟着输入目标（或给定值）的任何变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统通常根据伺服驱动机的种类来分类，有电气伺服、液压伺服

3、、电液伺服。　　伺服控制系统的经典控制理论在上世纪50年代初由美国麻省理工学院开始研究。到60年代初构成了其基本类型。目前，液压伺服系统的经典控制理论己经成熟，对于频率不太高(50Hz以下)，参数变化和外干扰不太大的液压伺服系统，采用经典方法进行设计已经能够满足要求。近年来，随着机械工作精度、响应速度和自动化程度的提高，对液压控制技术提出了越来越高的要求，一些问题利用经典控制理论已经无法解决。在这种条件下，液压系统随着控制学科的发展而逐步发展起来，己经从线性控制系统发展到非线性系统和智能控制系统。与经典控制理论响应而发展起来的控制策略，是以PID

4、控制为代表。近代控制理论和智能控制理论仍然吸取了PID控制的一些基本思想。PID控制基于系统误差的现实因素(P)、过去因素(I)和未来因素(D)进行线性组合来确定控制量，具有结构简单、易于实现等特点，至今在液压伺服控制系统中仍有广泛的应用。传统的PID采用定常数的办法，固定了比例、积分、微分系数，难于协调快速性和稳定性之间的矛盾；在参数变化和外界干扰的条件下，其鲁棒性不够好。由于这些原因，吸取自适应控制和智能控制的基本思想并利用计算机技术的优势，对传统的PID控制进行改造形成了自适应PID、模糊PID、智能积分PID和非线性PID等，使之适应新的

5、要求。　　2、煤炭行业电液伺服材料试验机主要的试验功能　　目前，国内电液伺服动静万能试验机用户主要进行如下试验：标准试验和非标准试验(定制试验)。前者包括常规静态力学性能试验、常规疲劳寿命试验、LCF(低周疲劳)、HCF(高周疲劳)、FCG(疲劳裂纹扩展)、JIc(延性断裂韧性)、KIc(平面断裂韧性)等；后者包括各种专门材料及零部件的试验，通常以材料及零部件名称分类，包括减振器试验、弹性体试验、转向器等专机试验及特殊材料试验。　　而煤炭行业主要是使用常规静态力学性能试验和常规疲劳寿命试验，从而对井下常用的金属部件如矿用高强度圆环链、扁平接链环、

6、三环链等等进行性能测试。“常规静态力学性能试验”是指拉伸、压缩、弯曲等静态试验。这些试验都可以在负荷、应变、位移等方式下进行，各种控制方式可以平滑切换。控制波形为单调波(斜波即非循环波)。用户往往需要选择试验类型、计算标准、需要计算的项目以及输入原始标距及断裂后相关数据，试验完成后可以得到用户所需的静态力学性能各项参数及相关曲线、数据。常规静态力学性能试验具有下列特点：加载速率要求较为严格；可选应变控制模式(对同心度要求严格)；考虑环境温度因素；着眼于实时数据；最终通过各项静态力学试验指标进行评价。“常规疲劳寿命试验”是指频率范围为0.01Hz～

7、50Hz，一般用载荷控制方式(弹簧等较软材料可选用位移控制方式)，各种控制方式可以平滑切换，控制波形多采用正弦波。根据用户指定试验条件进行试验，获得材料或部件的寿命预测数据，用于分析改进或判断是否符合生产要求，这是最普遍也是方法最简单的试验。用户通常只关心　　【摘要】在自动化领域，电液伺服控制系统占有重要的位置，它是液压技术、计算机技术、电子技术和控制理论的有机集合体。本文简要的介绍了电液伺服控制系统的发展以及电液伺服材料试验机的发展历程，分析了电液伺服控制系统以及电液伺服材料试验机的技术原理，指导使用人员更好地了解和使用电液伺服材料试验机，提高

8、该类试验机的使用率。　　【关键词】电液伺服；材料试验机　　随着我国科技化产业化进程的不断深入，工业生产中各种材料、零部件、构件以至整机（