如何设计拉力机三闭环控制系统中控制器

    1)不要迷信各种名称的控制算法。控制理论拉力机到今天已经发展出很多类型的控制算法，有经典控制，有现代控制，例如PID控制、模糊控制、自适应控制、智能控制、变结构控制、神经元控制等等，但是理论都是有前提的，就是被控系统可以建模，根据某个模型方程推导得到几个简单的解(注意，很多理论不可能得到全部解)。现实的系统与理论的系统是不同的，顶多是近似，所以实际控制效果要打折扣。试验机系统，例如液压式试验机，专业上讲就是一个多变量非线性时变系统，白话就是说这个系统时时刻刻都处于复杂的变化中，做到模型近似都不容易。工业上用的控制器要目标是稳定，然后再考虑性能，因此在实践上尽可能简单可靠。

    (2)拍脑袋算法。设计控制算法既需要本科的控制理论基础拉力试验机，同时还需要电机传动或者液压传动的专业基础和工程实践。现阶段试验机用的控制算法，基本上还是PID算法，然后加以变化，例如冠上“微微分控制、“神经元控制”之类的名称，实质上压根没有理论的支持，都是凭几年的调试经验感觉加上了一些经验参数,适用面比较狭窄。

    (3)没有的控制算法。不论哪种控制算法都是有针对性的，所谓的*控制只有在特定工况下才能实现。液压试验机的控制算法肯定是不可能适应电子试验机的，即使同一个拉力机控制系统，例如在金属试验中表现好的控制算法，在塑料试验中很可能就过渡时间太长，需要调整参数。

    (4)控制范围和精度来自测量范围和精度。全程10000码的测量精度，控制速度的范围一般就是1～200码/秒，速度检定应该是经过短暂过渡后一段时间的平均速度，理论上反正是一个码的误差，平均时间越长，速度精度越高，可以简单估算。当然保压控制的精度直接就是测量精度。

    (5)控制频率没必要很高。试验机控制系统的频率响应瓶颈熔融指数仪在于加载驱动机构，白话说就是惯量电机、油缸活塞反应非常慢，频率响应不会超过10Hz，所以当控制系统1秒钟控制10次，再快也没有多大的积极效果，一般20～50Hz足够。

    (6)拉力机控制有其特殊的平稳调速要求。除非特殊要求，材料试验从启动到建立速度需要一个过渡，恒速加载到保持需要一个过渡，不同控制环的切换也要求输出连续。

    (7)不能忽视负载的影响。拉力机系统的负载就是被试验的对象，由于试件材料的特殊性，在试验过程中试件的特殊变化可能影响这个系统的性能，甚至破坏系统的稳定性。常见的问题出现在力控制情况下。闭环控制采用的负反馈原理，正常情况下控制器输出正信号，通过执行机构作用到试件，应该得到拉力机的增长(前向正相关，闭环才是负反馈)。如果出现金属的屈服、夹持机构的滑移、材料的异常松弛等，整个闭环就成为正反馈而导致系统失稳。不能指望任何一种控制算法能有效处理这种情况。