【正文】 ISA 總線的 8MHz 主頻也能滿足大部分機電控制要求，該材料試驗機控制器直接使用工控機的主板系統(tǒng)總線 ISA，共用直流穩(wěn)壓電源，做到單卡控制系統(tǒng) (SOC： System On Card)，控制器的核心由工控機擔任，把材料試驗機控制器所需的外圍硬件系統(tǒng)，如信號放大、數(shù)字調零、數(shù)字增益調整、標定、 AD、 DA 及開關量輸入輸出等設計成主板的系統(tǒng)總線形式 ，全部集成在一塊 ISA 插卡板上，省去了控制器和計算機之間的連線，提高了可靠性，充分利用工控機的豐富資源及強大的運算能力，組成功能強大、設計靈活的材料試驗機控制器。 4mm 12Hz 177。 代入具體數(shù)值得 16 smxAQ pmpLm 333 101 9 1 8 ?? ???????? ?? 因此得伺服閥的規(guī)格 m i n1 9 0101 7 33 Lsmpp pLssLmom ????? ? 選 用 額 定 電 流 為 mAIn 40? , MPaps 21? 時 的 空 載 流 量 為)(m in200 33 smL ??的 QDY3G200 型 號 的 電 液 伺 服 閥 ， 閥)(103 310 PasmK c ??? ? 傳感器的選擇 試驗機控制系統(tǒng)反饋三個變量：試驗力、試樣變形和活塞位移 ，分別通過壓力傳感器、引伸計和光電編碼器進行檢測。 由伺服閥漸 近幅頻特性線交點向左上方畫 20dB 的斜線，與 srad1801 ?? 的垂直線相交，便得系統(tǒng)開環(huán)增益為 dBK 28log20 ? ，則 ?K 。此時液壓缸的位移為 mmNNKNx sp 4844 ????????? 滿足系統(tǒng)設計要求。由于管路復雜流速較大，取 MPap ?? 。管道直徑按選 定元件的接口尺寸確定為 mmd 18? ，進、回油管道長度都定為 ml 2? ；油液的運動粘度取 smv 24101 ??? ，油液的密度取 mkg??? 。因此，系統(tǒng)的總發(fā)熱量（實為熱流量習慣稱為熱量） Q 可按下式估算 mopi PPQ ?? （ 56） 式中 piP 為液壓泵的輸入功率 moP 為執(zhí)行元件的輸出功率 由第三第四章可算出 KWPpi ? KWWqpP omLmo 9 5 7 36 ?????? ? 故 KWPPQ mopi 6 2 ??? 液壓系統(tǒng)的散熱計算 液壓系統(tǒng)中產生的熱量，由系統(tǒng)中的各個散熱面散發(fā)到空氣中去，其中油箱是主要散熱面。 （ 3） 降低 沖擊波的傳播速度 ca ，如采用較大的管道內徑 d 等。 (1)、論文在詳細分析了電液 伺服 控制液壓 拉力 試驗機的電控系統(tǒng)基礎上，推導并給出了系統(tǒng)數(shù)學模型，并就慣性負載、彈性負載兩種不同的負載特性情況下，著重對位置控制系統(tǒng)、變形控制系統(tǒng)、試驗力控制系統(tǒng)進行了動態(tài)特性分析。論文雖然在液壓萬能材料試驗機電控系統(tǒng)方面做了一些工作，對試驗機系統(tǒng)存在的幾個典型問題進行了探討和研究，鑒于時間和能力有限、實踐經驗尚欠缺，不足之處在所難免，請包涵指正。 28 參考文獻 [1]周進民，一臺材料試驗機液壓系統(tǒng)的設計，重慶工業(yè)職業(yè)技術學院， 2020 [2]胡清，材料試驗機施力系統(tǒng)的優(yōu)化設計，廣東工業(yè)大學信息工程學院， 2020 [3]張云銳，萬能材料試驗機嵌入式測控系統(tǒng)研究，華東理工大學機械和動力工程學院， 2020 [4]杜巧連，張克華，汪紅波，伺服比例閥驅動的試驗機力控制系統(tǒng)研究，機床與液壓， ， 36 卷 (l0 期 ) [5]唐世平，液壓式材料 試驗機示值誤差的測量結果的不確定度分析，廣東省韶關鋼鐵集團有限公司計控部， 2020 [6]張將府，材料試驗機的控制策略研究和實現(xiàn)，浙江大學電氣工程學院， 2020 [7]王春行，液壓伺服控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社， 2020 [8]濟南小草機械設備有限公司 [9]王春行，液壓伺服控制系統(tǒng)，北京：機械工業(yè)出版社， 1982 [10]張將府，萬能材料試驗機電控系統(tǒng)的研究與部分實現(xiàn)，浙江大學， 2020 [11]王守城，榮一鳴，液壓傳動，中國林業(yè)出 版社， 2020 [12]官忠范，液壓傳動系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社， 2020 [13]熊詩波，黃長藝，機械工程測試技術基礎，機械工業(yè)出版社， 2020 [14]董玉紅，徐莉萍，機械控制工程基礎，機械工業(yè)出版社， 2020 [15]路甬祥，液壓氣動技術手冊 [1]，機械工業(yè)出版社， 2020 。經MATLAB 仿真，結果表明 ，當試驗機空載或試驗力沒有超過材料的彈性極限，即處于彈性階段時，用 PID 控制器控制能夠得到較滿意的控制效果；在系統(tǒng)受到干擾或負載剛度變化而引起系統(tǒng)數(shù)學模型變化時，模糊控制表現(xiàn)出了更強的抗干擾能力，并能取得更為理想的控制效果。論文根據(jù)試驗機的特點及存在的諸多問題，以電液比例控制液壓萬能試驗機為背景，對試驗機的電控系統(tǒng)進行了深入研究和探討。 一、當迅速關閉或 者開啟液流通道時在系統(tǒng)內產生的液壓沖擊 完全沖擊（即 ??t ）時，管道內壓力的增大值 ????? cap （ 58） 非完全沖擊（即 ??t ）時，管道內壓力的增大值 tap c ?????? （ 59） 式中 ? 為液壓油密度 ?? 為關閉或開啟液流通道前、后管道內液流速度變化值 t 為關閉或開啟液流通道的時間 ca 為沖擊波在管道內的傳播速度 ? 為沖擊波往返所需時間 若不考慮粘性和管徑變化的影響，沖擊波在管道內的傳播速度 ??EKdKac??1 （ 510） 式中 K 為液壓油的體積彈性模量 ? 、 d 為管道的壁厚和內徑 E 為管道材料的彈性模量 由以上不難看出，為了避免和減少因迅速關閉或開啟液流通道所引起的液壓沖25 擊，可考慮： （ 1） 延長開啟或關閉通道的時間 t ,如用先導閥減緩換向閥的換向速度。為此，必須對系統(tǒng)進行發(fā)熱計算，以便對系統(tǒng)溫升加以控制。選出液壓泵的規(guī)格，同時得出驅動電機的規(guī)格；選出油箱容量；通過伺服閥選出液壓油的各種指標要求。 (3)要想加大負載力，必須加大液壓缸面積 pA ；要提高頻寬，可以減 小面積 pA及容積 tV ，但主要還是提高伺服閥頻寬。 的振幅。 為了確定放大器的增益值 iK ，須先求出系統(tǒng)的開環(huán)增益 K 。取 MPapL 11? 。 力控精度（ %）： 177。 圖 液壓控制系統(tǒng)的壓差閥 材料試驗機的電氣控制系統(tǒng) 13 . ISA 總線全數(shù)字控制器 試驗機控制器是試驗機和計算機通信的重要部件，目前國內許多試驗機生產廠家仍然采用模擬旋轉電位計手動進行零點調節(jié)和增益調整，并且大部分只做到4 檔量程衰減倍率，由于每個通道的每個量程都要進行零點調整和增益調整，這使得控制器結構復雜、操作不便，可靠性及測量精度都很難保證，無法實現(xiàn)各通道量程自動平滑切換，不能支持多傳感器系統(tǒng)。 10 第二章 材料試驗機的總體設計方案 材料試驗機的結構組成 電液伺服 試驗機系統(tǒng)采用以工控機為核心控制器， 以壓力傳感器、引伸計、位移傳感器、信號放大器、信號調理器、 DA/ 為輔助外圍電路組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以 D／ A、控制放大器、 伺服閥閥、數(shù)字驅動器 等組成信號輸出控制系統(tǒng)，用戶通過人機界面、打印報表、數(shù)據(jù)庫管理等實現(xiàn)與工控機的人機交互，利用工控機的高速計算能力實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的自動處理，其電液 伺服 控制液壓材料試驗機的主機結構框圖如圖 。此時取 1A 點的力 ，分別確定力為 和 0 pF 的 2B 和 2D 兩點?，F(xiàn)將幾個力學性能參數(shù)的測定方法簡述如下。 工程上通常按延伸率 ? 的大小將材料進行分類， %5?? 的材料稱為塑性材料，如低碳剛等：而將 %5?? 的材料稱為脆性材料，如混凝士等。 屈服階段 AC 結束后，曲線開始上升，這表明材料又恢 復了抵抗形變能力，此階段稱為材料的強化階段，如圖中 CH 階段。 拉伸開始階段 OA 為一條斜直線，應力 ? 與應變 ? 成正比，將其斜率表示如下 ??? ??tgE ，得： ?? E? 此式即為虎克定律。 電液比例控制技術以其低廉的價格、高可靠性及抗污染能力強等特性，在液壓控制