[發明專利]一種液壓材料試驗機控制模式的在線跟蹤平滑切換方法

有效

• 申請號: 201810960953.0
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109212967B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 陳章位;李潮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G01N3/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

1.一種液壓材料試驗機控制模式的在線跟蹤平滑切換方法，其特征在于，所述液壓材料試驗機各個通道均采用PID控制方式；根據切換前后兩種控制模式的驅動電壓的誤差，獲得學習信號；通過PI跟蹤器閉環學習待切換模式的學習信號作為輸入指令，使得切換后的驅動電壓能夠實時跟蹤切換前的驅動電壓，因此，實際驅動系統的驅動信號在切換瞬間保持不變，切換后控制模式的閉環形成過程中，不會出現位移、載荷或者應變的沖擊。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，從控制通道1切換到控制通道2的一般過程如下：

當控制模式處于通道1時，通道1的閉環形成，此時控制通道1的PID-1控制器的驅動電壓的計算方式為：

式中，P₁是通道1的比例系數，I₁是通道1的積分系數，D₁是通道1的微分系數；e₁(t)是通道1的指令信號與輸出反饋信號的差；

控制通道1的驅動電壓u₁(t)輸出給伺服閥，驅動伺服閥閥芯運動，從而使液壓油流入油缸使油缸作動；

與此同時，控制通道2的PID-2控制器也處于工作狀態，且采用PI跟蹤器來學習控制通道2的輸入指令信號，使得控制通道2的驅動電壓u₂(t)能夠實時跟蹤u₁(t)；學習過程描述為：

learn_1-2(t)＝Pe₃(t)+I∫e₃(t)dt

式中，learn_1-2(t)為通道2的輸入指令信號，用于學習；P是PI跟蹤器的比例系數，I是PI跟蹤器的積分系數；P₂是通道2的比例系數，I₂是通道2的積分系數，D₂是通道2的微分系數；e₃(t)是通道1的驅動電壓u₁(t)與通道2的驅動電壓u₂(t)的差； e₂(t)是通道2的輸入指令信號與輸出反饋信號的差，即learn_1-2(t)與通道2的反饋信號的差；

等接收到切換指令的中斷消息，將伺服閥的驅動電壓從通道1切換至通道2，同時，將通道2的指令輸入信號從切換過程學習信號learn_1-2(t)切換至通道2的命令輸入信號。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，各個通道的PID控制和PI跟蹤器采用模擬電路實現或用數字控制器實現；伺服閥的驅動電壓從通道1切換至通道2通過模擬開關、繼電器控制或數字控制器編程實現。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，材料試驗機的控制通道包括位移、載荷、應變。