万能试验机是一种广泛用于各种材料的质量控制和新材料的力学性能研究的重要的精密测量仪器,它将拉伸、压缩、弯曲、扭转集于一身,通过不同的加载方式,测量各种材料的多项力学性能。由于测量对象的加载方式多样性和测量过程的复杂性,对于不同的材料和不同的加载方式,如何控制与测量,且保证其正确、快速和准确是目前万能试验机控制系统的研究重点和难点。本课题主要工作内容如下:1.针对万能试验机的工作原理和系统构成,对万能试验机进行了功能分析,给出了电子万能试验机控制系统的设计方案。设计了万能试验机的控制器,并采用脉宽调制技术实现了对不同加载方式的控制。2.建立了各个组成部分的数学模型,进而得到电子万能试验机控制系统的数学模型,通过验证表明该模型是准确的。3.设计了一种二维/三维模糊自适应PID控制器。当误差较大时采用以误差和误差变化率作为模糊控制器输入的二维模糊PID控制,误差较小时采用以误差、误差变化率和误差变化加速度作为模糊控制器输入的三维模糊PID控制,实现了两种控制方法的互补。本课题针对国际标准ISO6892:1998(E)及国家标准GB/T228-2002中对材料试验条件的规定,采用MATLAB仿真,结果表明该控制算法可以获得较好的控制效果,满足国家标准要求。