[发明专利]双核全数字动静态控制器及其应用方法

说明书

本发明提供了一种双核全数字动静态控制器及其应用方法，包括：第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和所述第二处理器之间通过高速缓存并行通信连接；其中，所述第一处理器具备多个数据采集通道，多个所述数据采集通道与试验机传感器连接，用于采集所述试验机的状态参数；所述第一处理器还用于生成PID控制信号，以实现对所述试验机的闭环控制；所述第二处理器与计算机通信连接，用于将所述第一处理器采集的数据传输给所述计算机。本发明能够进行多通道信号采集，实现动态及静态加载控制，满足材料试验机的应用需求。

技术领域

本发明涉及工业工程技术领域，具体地，涉及双核全数字动静态控制器及其应用方法。

背景技术

在科技发展的很多领域，需要快速响应的闭环控制(PID)系统进行数据采集和控制加载。材料试验机在进行材料力学性能测试时，需要对加载过程实现静态加载控制和动态加载控制，以满足不同标准要求的材料试验方法。

目前市场上现有的试验机控制系统大致分为三类：(1)计算机内部插采集卡和信号输出卡的系统，由计算机Windows下的试验软件进行信号采集和闭环控制运算，Windows为非实时多任务调度系统，使得信号采集和闭环控制运算的时间周期T会波动，闭环控制是基于周期T进行运算控制的，T的波动造成控制精度的下降和不稳定性增加；(2)采用了交流伺服系统的试验机控制系统，借助交流伺服系统的速度闭环实现均速加载，基本达到了位移速度控制和试样弹性段的负荷加载控制，此种方式不具备通用性，只能使用于特定的控制要求，对于液压加载的试验机无法实现闭环控制加载，有很大的局限性。(3)实现了基本闭环控制要求的测控系统，可以进行力、位移、应变的闭环控制及通道切换，但其因为采用运算速度较低的8位CPU，其闭环控制调节频率通常小于300Hz，也不能支持双精度的浮点运算，无法实现动态加载控制，也无法进行极低速的加载控制。

对于前两种控制系统，存在较大的局限性，不能很好的满足材料试验机的发展需求。可查询到的试验机闭环控制系统，专利号为CN200820060215.2的可视化闭环控制PID参数调节系统，是一种配置液晶屏进行显示而实现闭环参数调节的系统，已经具备了通道闭环控制的能力，其使用8051系列CPU，闭环调节频率300Hz，单精度浮点运算，但是其只能够适合静态加载控制的试验机。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双核全数字动静态控制器及其应用方法。

根据本发明提供的一种双核全数字动静态控制器，包括：第一处理器和第二处理器，所述第一处理器和所述第二处理器之间通过高速缓存并行通信连接；其中，所述第一处理器具备多个数据采集通道，多个所述数据采集通道与试验机传感器连接，用于采集所述试验机的状态参数；所述第一处理器还用于生成PID控制信号，以实现对所述试验机的闭环控制；所述第二处理器与计算机通信连接，用于将所述第一处理器采集的数据传输给所述计算机。

可选地，所述第一处理器还设置有输入/输出端口、数据存储端口，以及状态监测端口；其中，所述输入/输出端口用于接收外部逻辑输入信号(比如开关量)、控制输出信号(比如继电器)、同步触发信号；所述数据存储端口连接传感器插头、数据存储芯片；所述状态监测端口用于接收控制信号，所述控制信号包括：急停按钮信号、限位开关信号、伺服系统等信号。

可选地，所述试验机的状态参数包括：应变、力值、位移。

可选地，所述第一处理器和所述第二处理器均采用32bit ARM CPU。

可选地，所述第一处理器用于切换任意通道闭环控制，闭环控制调节频率为5KHz；其中，闭环控制调节采用双精度浮点数运算，最高动态加载频率为50Hz，低速加载达到1×10^-7mm/s。