测试机可用于推动，拉动或扭转材料的样品，以便确定材料的机械性能。许多材料是欧洲杯足球竞彩应变速率敏感，这意味着它们的性质与测试速度不同。
机电试验机电机控制系统。图片来源:Admet, Inc. -材料测试设备。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩
只有所有供应商都采用相同的测试速度，才能对供应商之间的力学性能进行有效的比较。国际标准组织(ISO)和美国试验与材料协会(ASTM)是管理机械试验规范的两个组织。欧洲杯足球竞彩
每种规格都要求在特定的应变、十字头位置或应力速率上施加力。测试机控制器的一个功能是确保在整个测试过程中准确地保持规定的测试速率。
呼叫电源测试系统，配备了类似的控制器mtestquattro控制器是电机控制系统的一部分，负责调节电机的速度。
电机速度与测试速率成比例。如果测试速度太高，如果测试速度太低，则通过将电压降低到功率放大器的电压来完成电动机速度的控制。
调节电机速度的一个简单规则是使功率放大器电压的变化与测试速度误差(实际测试速度和期望测试速度之间的差值)成正比。
测试速度错误=所需的测试速度 - 实际测试速度（EQ.1）
电压放大器= Kp x测试速度误差(公式2)
方程2是比例控制算法。Kp是比例增益，为了减小测试速度误差而改变。使用电机控制系统，如何有效地控制测试速度将取决于对MTESTQuattro控制器的需求量。
如果可以快速更新用于计算功率放大器电压的MTESTQUATTRO控制算法，并且如果数字到模拟（D / A）和数字（A / D）转换器作为控制器的一部分，则可以更新电源放大器电压的MTESTQUATTO控制算法不需要多大的干预，那么在所需和实际测试速度之间期望最小的误差是合理的。
MTESTQuattro控制器的策略是尽可能频繁地更新功率放大器电压，因为功率放大器输出电压的计算不依赖于时间(见Eq. 2)。伺服更新速率定义为每个放大器电压计算之间的时间间隔。
本文中包含的示例的伺服更新速率固定在1毫秒或每秒1000次（1000 Hz）。请参阅下面的示例，将伺服更新速率与实际测试应用程序相关联。
- 示例1:ASTM D638塑料拉伸性能的标准测试方法规定了恒定的十字头测试速度为2英寸/分钟或0.033英寸/秒。随伺服更新速度为每秒1000次，所需的十字头运动每伺服更新= 0.033/1000 = 0.000033英寸/伺服更新。
- 示例2:以5hz(每秒周期数)的频率对测试样本施加10lbf峰值。按照5hz规格，每0.2秒(1/ 5hz)完成一个周期。每周期伺服更新次数= 1000 × 0.2 = 200次每周期伺服更新。在每个周期，执行机构将施加10 lbf，然后从样品中删除10 lbf，总力通过20 lbf。每伺服更新的平均力变化是20 lbf/ 200 = 0.1 lbf/伺服更新。
- 示例3:对测试样品施加一个10 lbf峰值，以50hz的峰值正弦波力振幅。基于50hz规格，每0.02秒(1/ 50hz)完成一个周期。每周期伺服更新次数= 1000 × 0.02 =每周期20次伺服更新。每伺服更新的平均力变化是20 lbf/ 20 = 1 lbf/伺服更新。
在例1中，测试以恒定的位移速率0.000033英寸/伺服更新进行。电机控制系统能够精确地跟踪所需的测试速度，因为所需的速率在整个测试过程中不会变化，并且控制算法每秒更新放大器电压1000次。
平均来，在实施例2和3中分别在每个伺服更新中有0.1LBF和1 LBF的力。然而，正弦波型材期间的电动机连续加速和减速，产生不同的测试速度误差。
随着周期频率的增加，每个周期的加速度变大，伺服更新变少。因此，伺服更新误差会随着频率的增加而增大，这就对控制器提出了更高的要求，以实现精确的控制。
十字头位置速率控制下进行的测试的框图。图片来源:Admet, Inc. -材料测试设备。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩
在每个伺服更新，使用闭环控制，mtestquattro控制器从期望的十字头位置减去实际的十字头位置，以确定十字头位置误差。
- 如果伺服更新的误差为零，功率放大器的电压将为零。
- 如果出现错误，将采取纠正措施。如果实际位置滞后于预期位置(正误差)，电机将被告知加速，如果误差为负，则被告知减速。随着测试的进行，力增加，但随后材料开始屈服(过程扰动)。突然试件的拉伸阻力变小，实际位置超过预期位置。因此，电机减速，控制器将降低功率放大器电压。不久之后，材料可能会开始应变硬化，对运动造成更大的阻力。实际位置落后，控制器然后增加功率放大器电压，使电机加速。
如果没有反馈回路，测试机器将不知道它的实际十字头位置。一旦遇到增加负荷、屈服或断裂等扰动，实际十字头位置与期望十字头位置之间的误差将随测试速度而变化。
PID控制器的框图。图片来源:Admet, Inc. -材料测试设备。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩
PID控制器的工作方式如下。每次伺服更新，实际十字头位置减去所需十字头位置，以获得位置误差。根据打开的模式，误差被传递到P、I和D模式中的一个、两个或全部三个。
然后，组合来自每种模式的输出，并且所得到的总和是控制器输出或功率放大器电压，其设置用于该伺服更新的电动机的速度。可以打开一个，两个或所有三种模式。最常见的是PI控制，但下面列出了可能的组合。
- 仅比例控制，p
- 比例加积分控制，PI
- 比例加积分加上衍生，PID
- 比例加导数，PD
积分控制动作连续地将后续伺服更新的误差添加在一起，创建功率放大器电压的斜坡。随着时间的推移，此动作将使伺服更新错误驱动到零，并且还克服了在测试期间的变化负载的结果的变化电机电阻。
一般来说，在静态试验机上的一组十字头位置PID控制增益将在几乎整个机器的速度范围内产生可接受的十字头位置控制。
第二组十字头位置PID控制对于极高的速度，可能需要具有较大比例增益（KP）和积分控制增益（KI）值的增益。对于疲劳测试应用的幅度和频率不同，可能需要不同一组PID控制增益，从而需要更频繁的增益调谐。
当调谐力控制回路时，有几个关键点需要考虑。试件的刚度，或在负载下拉伸的程度相对于试验机负载框架和电机控制系统的刚度是重要的。
如果测试样本相对于测试机非常柔顺(拉伸更大)，就可以很好地控制整个力范围。如果试样的刚度等于或大于试验机的刚度，则可能在较高的力下发生失稳。
通过降低比例和积分的增益来使控制回路更加缓慢，以便在更高负载下消除不稳定性。降低增益的最终结果是在较高负载下的稳定控制回路，但在较低负载下的控制误差较大。
该信息已从Admet, Inc. -材料测试设备提供的材料中获取、审查和改编。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩
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