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公司動態
如何設計拉力機三閉環控制系統中控制器
點擊次數：2022 發布時間：2015-10-28
1)不要迷信各種名稱的控制算法。控制理論拉力機到今天已經發展出很多類型的控制算法，有經典控制，有現代控制，例如PID控制、模糊控制、自適應控制、智能控制、變結構控制、神經元控制等等，但是理論都是有前提的，就是被控系統可以建模，根據某個模型方程推導得到幾個簡單的解(注意，很多理論不可能得到全部解)。現實的系統與理論的系統是不同的，頂多是近似，所以實際控制效果要打折扣。試驗機系統，例如液壓式試驗機，專業上講就是一個多變量非線性時變系統，白話就是說這個系統時時刻刻都處于復雜的變化中，做到模型近似都不容易。工業上用的控制器要目標是穩定，然后再考慮性能，因此在實踐上盡可能簡單可靠。
(2)拍腦袋算法。設計控制算法既需要本科的控制理論基礎拉力試驗機，同時還需要電機傳動或者液壓傳動的專業基礎和工程實踐。現階段試驗機用的控制算法，基本上還是PID算法，然后加以變化，例如冠上“微微分控制、“神經元控制”之類的名稱，實質上壓根沒有理論的支持，都是憑幾年的調試經驗感覺加上了一些經驗參數,適用面比較狹窄。
(3)沒有的控制算法。不論哪種控制算法都是有針對性的，所謂的*控制只有在特定工況下才能實現。液壓試驗機的控制算法肯定是不可能適應電子試驗機的，即使同一個拉力機控制系統，例如在金屬試驗中表現好的控制算法，在塑料試驗中很可能就過渡時間太長，需要調整參數。
(4)控制范圍和精度來自測量范圍和精度。全程10000碼的測量精度，控制速度的范圍一般就是1～200碼/秒，速度檢定應該是經過短暫過渡后一段時間的平均速度，理論上反正是一個碼的誤差，平均時間越長，速度精度越高，可以簡單估算。當然保壓控制的精度直接就是測量精度。
(5)控制頻率沒必要很高。試驗機控制系統的頻率響應瓶頸熔融指數儀在于加載驅動機構，白話說就是慣量電機、油缸活塞反應非常慢，頻率響應不會超過10Hz，所以當控制系統1秒鐘控制10次，再快也沒有多大的積極效果，一般20～50Hz足夠。
(6)拉力機控制有其特殊的平穩調速要求。除非特殊要求，材料試驗從啟動到建立速度需要一個過渡，恒速加載到保持需要一個過渡，不同控制環的切換也要求輸出連續。
(7)不能忽視負載的影響。拉力機系統的負載就是被試驗的對象，由于試件材料的特殊性，在試驗過程中試件的特殊變化可能影響這個系統的性能，甚至破壞系統的穩定性。常見的問題出現在力控制情況下。閉環控制采用的負反饋原理，正常情況下控制器輸出正信號，通過執行機構作用到試件，應該得到拉力機的增長(前向正相關，閉環才是負反饋)。如果出現金屬的屈服、夾持機構的滑移、材料的異常松弛等，整個閉環就成為正反饋而導致系統失穩。不能指望任何一種控制算法能有效處理這種情況。