非對稱加載主要通過CompactRIO 9014 FPGA模塊的FPGA Memory及CompactRIO 9263模塊實(shí)現(xiàn)。FPGA Memory可以記錄設(shè)定點(diǎn)數(shù)的數(shù)值，并按照順序記錄每個(gè)數(shù)值的地址，索引FPGA Memory的地址便得到相應(yīng)的數(shù)值;CompactRIO 9263則輸出相應(yīng)電壓控制波形對伺服閥進(jìn)行控制，電壓正負(fù)控制產(chǎn)生拉伸或者壓縮載荷，電壓大小控制伺服閥開度進(jìn)而改變拉伸或者壓縮載荷的大小。

　　具體方法為：

　　制作一個(gè)周期幅值為1的標(biāo)準(zhǔn)正弦模擬波形，由1024點(diǎn)組成

　　將模擬波形轉(zhuǎn)換為常量導(dǎo)入FPGA Memory

　　將賦值好的FPGA Memory正負(fù)值分別設(shè)置正負(fù)放大系數(shù)

　　把數(shù)值輸入CompactRIO 9263模塊，產(chǎn)生非對稱正弦控制波形

　　以上一節(jié)計(jì)算的連桿為例，生成非對稱波形為：

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　　圖7：輸出控制波形

　　當(dāng)為靜載試驗(yàn)時(shí)，只控制液壓缸向一個(gè)方向運(yùn)動，拉伸加載時(shí)負(fù)半軸都為0;壓縮加載時(shí)正半軸都為0。

　　3.2.1.3加載載荷PID控制

　　PID主要針對動態(tài)疲勞試驗(yàn)而言，本試驗(yàn)系統(tǒng)采用常規(guī)的PID控制方法。加載載荷為循環(huán)非對稱拉壓載荷，要保證加載載荷達(dá)到所設(shè)定最大拉伸和壓縮載荷值，則最大拉伸載荷和最大壓縮載荷即為PID控制的目標(biāo)值;同時(shí)系統(tǒng)采集連桿試件承受拉壓載荷信號，并將最大值最為PID控制的反饋量。控制原理如圖8所示。

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　　圖8：加載載荷PID控制原理圖

　　圖9為LabVIEW中的FPGA PID控制模塊部分程序圖，該模塊大大簡化了控制過程。只需要設(shè)定好各個(gè)接口參數(shù)，然后將反饋信號連入process variable端口，就能得到相應(yīng)的輸出。

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　　圖9：FPGA PID模塊部分程序圖

　　加載載荷PID控制仿真如圖10和11所示。圖10列出對該P(yáng)ID控制模塊各參數(shù)的設(shè)定(PID參數(shù)調(diào)試過程此處從略)。設(shè)定完畢后，將PID模塊的Setpoint由0變?yōu)?4.3，得到響應(yīng)特性如圖11所示。時(shí)間單位為每刻度50ms，在，Setpoint(紅色)較大變化的情況下，Process Variable(藍(lán)色)在3s內(nèi)達(dá)到Setpoint并保持穩(wěn)定。

　　仿真結(jié)果說明加載載荷PID控制滿足試驗(yàn)系統(tǒng)的要求。同時(shí)，響應(yīng)特性可以通過改變PID參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

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　　圖10：FPGA PID模塊參數(shù)設(shè)置

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　　圖11：液壓加載系統(tǒng)PID控制響應(yīng)圖