金属板材弯曲测试装置控制系统设计及试验分析.pdf

第52卷第6期华中科技大学学报（自然科学版）Vol.52No.6

2024年6月J.HuazhongUniv.ofSci.Tech.(NaturalScienceEdition)Jun.2024

DOI：10.13245/j.hust.240625

金属板材弯曲测试装置控制系统设计及试验分析

韩飞杜佳亮

(北方工业大学机械与材料工程学院，北京100144)

摘要针对仅通过单轴拉伸试验无法准确表征材料在弯曲过程中力学性能变化的问题，设计了基于模糊比例积分

微分(PID)控制的金属板材弯曲测试装置控制系统．首先，给出了控制系统的总体设计；然后，为了确保装置运

动过程的稳定性，建立了装置的机电耦合仿真模型，并提出基于模糊PID的自适应控制方法，以实现装置工作过

程中PID控制器参数的自适应在线整定；最后，搭建金属板材弯曲测试装置控制平台并对高强钢DP980进行弯曲

测试试验．结果表明：采用基于模糊PID自适应控制方法的平台定位误差测试结果为±0.005°，降低了轴向力对板

材弯曲过程的干扰；弯曲试验获得的高强钢DP980的力学性能参数与拉伸试验得到的参数存在明显差别，利用弯

曲数据进行有限元仿真可以更好地描述板材在弯曲过程中的力学性能变化．

关键词板材弯曲变形；控制系统；模糊PID控制；有限元仿真；力学性能

中图分类号TH871；TP29文献标志码文章编号1671-4512(2024)06-0142-06

Designandexperimentalanalysisofcontrolsystemformetalsheet

bendingtestapparatus

HANFeiDUJialiang

(SchoolofMechanicalandMaterialsEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China)

AbstractAimingattheproblemthatthechangeinmechanicalpropertiesofsheetmetalcouldnotbeaccuratelycharacterized

accuratelybyuniaxialtensiletest，acontrolsystemofsheetmetalbendingtestdevicebasedonfuzzyproportionalintegraldifferential

(PID)wasdesigned．First，theoveralldesignofthecontrolsystemwasgiven．Then，theelectromechanicalcouplingsimulation

modelofthedevicewasestablishedtoensurethestabilityofthemotionprocessofthedevice，andtheadaptivecontrolmethodbased

onfuzzyPIDwasproposedtorealizetheadaptiveonlinetuningoftheparametersofPIDcontrollerduringtheworkingprocessofthe

device．Finally，thecont