本發(fā)明涉及一種雙位移傳感器實現(xiàn)位移控制的方法，屬于工程試驗領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工程試驗中，往往要求測量試件的全曲線。在接近試件極限荷載，加載方法需要由力控切換為位移控制。加載設(shè)備的位移反饋來自于設(shè)備自身的位移傳感器，由于設(shè)備自身的變形，設(shè)備加載端位移與試件實際變形存在誤差，導(dǎo)致試驗測試結(jié)果不精確。

在測試過程中，系統(tǒng)無法判斷試件狀態(tài)，存在試件已經(jīng)損壞可是系統(tǒng)依然加載，存在導(dǎo)致系統(tǒng)失控的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在于提供一種雙位移傳感器實現(xiàn)位移控制的方法，用試件位移傳感器反饋的位移量作為目標(biāo)位移，用活塞位移傳感器反饋的位移量作為控制位移，用活塞位移、試件位移的位移差、當(dāng)前荷載下的活塞變形疊加控制精度作為超差判定的依據(jù)，實現(xiàn)安全準(zhǔn)確完成位移控制試驗。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種雙位移傳感器實現(xiàn)位移控制的方法，該方法通過以下步驟實現(xiàn)，首先測量加載系統(tǒng)的固有特性：加載系統(tǒng)變形β-加載系統(tǒng)荷載F之間的函數(shù)f。以加載系統(tǒng)滿量程的百分比作為加載等級，比如10％，記錄下每個荷載點及相應(yīng)的系統(tǒng)變形。對測量結(jié)果進行擬合得出β＝f(F)。

測量試件和加載系統(tǒng)的零點位移差，控制器控制加載系統(tǒng)下移加載活塞，直到力傳感器的反饋力值微過零，記錄此時活塞位移為L_p0。繼續(xù)緩慢加載，直到試件位移傳感器反饋的位移值為微過零，記錄此時位移值為零時，力傳感器反饋值為F₁、活塞位移讀數(shù)為L_p1和試件位移為L_s1。

計算試件位移(L_s1－L_p0)與活塞位移L_p1的零點誤差δ，δ＝L_p1－L_p0－L_s1,零點誤差δ由于試件與加載頭縫隙、加載系統(tǒng)零部件間縫隙等造成。

使試件位移L_s1為零，加載系統(tǒng)的位移命令是(L_p1－L_s1)。

那么對于位移控制加載過程中，活塞位移L_p1與試件位移的差值都不會大于試驗允許誤差ε。

ε＝(δ+△L+f(F_sc))*(1+k)

上式中：

δ——零點誤差；

△L——試件位移命令增量；

F_sc——當(dāng)前荷載；

f(F_sc)——當(dāng)前荷載下加載系統(tǒng)變形；

k——加載系統(tǒng)的控制精度；

如果當(dāng)前活塞位移L_pc與試件變形L_sc之差沒有超差并且當(dāng)前試件變形小于目標(biāo)變形L_obj，即

|L_pc－L_sc|<ε&L_sc<L_obj

那么給活塞的位移命令增加△L。

如果當(dāng)前活塞位移L_pc與試件變形L_sc之差發(fā)生超過設(shè)定的閾值，那么試驗出現(xiàn)問題，馬上結(jié)束試驗。

如果當(dāng)前試件變形L_sc已經(jīng)達到設(shè)定的目標(biāo)值L_obj，那么成功結(jié)束試驗。

與現(xiàn)有用活塞位移傳感器單一控制相比，本發(fā)明具有如下有益效果。

1、能夠精確達到設(shè)定的試件變形目標(biāo)值。

2、實現(xiàn)超差判定，試驗過程更安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的加載圖。

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)變形β和荷載F函數(shù)關(guān)系測量圖。

圖3為本發(fā)明的流程圖。

圖中：1、泵站，2、油管，3、加載油缸，4、加載油缸活塞，5、加載頭，6、力傳感器，7、位移傳感器，8、試件，9、位移傳感器，10、控制器，11、位移傳感器。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例

如圖1和圖2，控制器10控制泵站1通過油管2緩慢向加載油缸3打油，推動加載油缸活塞4向下運動，帶動加載頭5和力傳感器6同步向下運動，通過力傳感器6給極限荷載高于加載設(shè)備承載力的高剛度試件8加載。以10％加載設(shè)備滿量程為步長測量，測量每個加載點的系統(tǒng)變形——位移傳感器11的位移反饋β和荷載F，將十個點擬合擬合成函數(shù)β＝f(F)。

如圖1和圖2，控制器10控制泵站1通過油管2緩慢向加載油缸3打油，推動加載油缸活塞4向下運動，帶動加載頭5和力傳感器6同步向下運動。在力傳感器6和試件8微接觸時，力傳感器6反饋的荷載由0開始微增加。記錄此時位移傳感器9反饋的活塞4位移L_p0。繼續(xù)緩慢加載，直到位移傳感器7反饋的試件8位移由0開始微增加，記錄此時的活塞位移讀數(shù)L_p1和試件變形L_s1。那么試件位移與活塞位移的零點誤差為(L_p1－L_p0－L_s1)?？刂葡到y(tǒng)3給計數(shù)器變量i賦值整數(shù)1，以加載命令L_pi+1＝L_pi+△L－L_s1控制活塞給試件加載。然后測試當(dāng)前活塞位移L_pc、試件變形L_sc和荷載F_sc。計算當(dāng)前荷載下試驗允許誤差ε＝(δ+△L+f(F_sc))*(1+k)，如果

||L_pc－L_sc|<ε

即加載誤差超差，那么馬上結(jié)束試驗。

如果加載誤差沒有超差，那么判斷試件變形是否已達到目標(biāo)值，即如果L_sc<L_obj為假，也就是已達到或者超過目標(biāo)值，那么馬上結(jié)束加載試驗。L_sc<L_obj為真，那么繼續(xù)加載試驗，控制器3給計數(shù)器變量i加1。此時當(dāng)前活塞實際位移L_pc已經(jīng)是下一個活塞位移命令L_pi，即賦值L_pi＝L_pc。計算下一個活塞加載命令L_pi+1＝L_pi+△L－L_s1，并重復(fù)上述步驟直到達到目標(biāo)值或者試驗超差。