本发明公开了一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的闭环控制方法，精确控制载荷横向载荷松脱试验机包括载荷产生电机和载荷传递机构，载荷控制电机和载荷控制机构。本发明的控制方法基于控制命令以及位移传感器采集的位移信号和S型柱式压力传感器采集的力信号来控制载荷产生电机驱动载荷传递机构。螺栓横向载荷松脱试验机在探究螺栓松脱规律方面必不可少，可以用它来模拟螺栓受载情况，但是对于一些螺栓横向受恒定的力载荷的情况下，则不使用或者不精确。本发明的控制方法可以精确控制螺栓横向受载稳定，特别是可以保证横向受力载荷大小恒定，能更准确且更全面的模拟螺栓横向受载情况。
1.一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的横向力载荷闭环控制方法，所述闭环控制方法基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机进行控制，对传感器采集到的信号进行分析，再通过PLC控制系统计算，最后对电机控制系统发出指令控制电机的转动，从而实现螺栓横向载荷松脱试验机的控制；
闭环控制方法基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机实现的，所述的精确控制螺栓横向载荷松脱试验机包括载荷传递部分和载荷控制部分；
所述的载荷传递部分包括框架结构件(1)、位移传感器支撑架(2)、电涡流位移传感器(3)、连接板(4)、销(5)、限位板(6)、第一支撑架(7-1)、第二支撑架(7-2)、S型柱式位移传感器(8)、弹性杆(9)、第一直线轴承(10-1)、第二直线轴承(10-2)、T槽导轨(22)、短头螺纹杆(23)、长头螺纹杆(24)、基台(26)、可旋杆(27)、圆垫(28)、垫片式压力传感器(29)、套筒(30)和试件螺栓(31)；两支撑架和框架结构件(1)均固定在基台(26)上，两支撑架同轴并间隔一定距离，框架结构件(1)位于两支撑架的一侧；T槽导轨(22)穿过第一直线轴承(10-1)，第一直线轴承(10-1)固定在第一支撑架(7-1)上，T槽导轨(22)与弹性杆(9)的一端榫接；弹性杆(9)的另一端与短头螺纹杆(23)榫接，短头螺纹杆(23)与S型柱式位移传感器(8)的一端螺纹配合；S型柱式位移传感器(8)的另一端与长头螺纹杆(24)螺纹配合，长头螺纹杆(24)穿过第二直线轴承(10-2)，第二直线轴承(10-2)固定在第二支撑架(7-2)上；长头螺纹杆(24)与可旋杆(27)榫接，可旋杆(27)置于连接板(4)的U型槽内，通过限位板(6)进行限位，连接板(4)置于框架结构件(1)的上阶梯；位移传感器支撑架(2)固定在框架结构件(1)的下阶梯，电涡流位移传感器(3)固定在位移传感器支撑架(2)上；所述的框架结构件(1)的平面为阶梯式；
连接板(4)上设有通孔，圆垫(28)与通孔过盈连接；框架结构件(1)的平面上设有阶梯孔，阶梯孔与通孔同轴，垫片式压力传感器(29)置于阶梯孔内，套筒(30)穿过垫片式压力传感器(29)，试件螺栓(31)依次穿过阶梯孔与通孔，并固定；
载荷控制部分包括载荷产生电机(11)、偏心联轴器(12)、双支架(13)、滑块(14)、导轨(15)、丝杆(16)、载荷控制电机(17)、滑台(18)、受力架(19)、摇杆(20)和轴(21)；受力架(19)由横向支架、纵向支架和基座组成，受力架(19)通过基座固定在基台(26)上；丝杆(16)的一端穿过横向支架，并连接载荷控制电机(17)，载荷控制电机(17)固定在纵向支架上，丝杆(16)的另一端固定在基座上；滑台(18)与丝杆(16)的滚珠丝杆结构连接在一起；两导轨(15)固定在纵向支架上，两个滑块(14)套在导轨(15)上；双支架(13)由两侧板和一底板组成，底板固定在两个滑块(14)及滑台(18)上；轴(21)穿过双支架(13)的两侧板，并固定；摇杆(20)的一端为圆套结构，另一端设有槽口和T型凸台，摇杆(20)的通孔穿过轴(21)，位于两侧板间；载荷产生电机(11)固定在基台(26)上，偏心联轴器(12)一端与载荷产生电机(11)的输出轴相连，偏心联轴器(12)的另一端限制于摇杆(20)的槽口中；摇杆(20)的T型凸台与T槽导轨(22)配合；
基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机控制横向力载荷幅值的闭环控制方法，步骤如下：
步骤a)确定待输入的预期横向力载荷幅值F1、调节阈值ΔF与误差允许值e；若实际横向力载荷幅值F与F1之间差距达到调节阈值ΔF，则载荷控制电机(17)开始启动工作，直到实际横向力载荷幅值F与F1之间差距小于误差允许值e；
步骤b)在不调整横向载荷的条件下，做螺栓的松脱规律曲线，并记录对应的横向力载荷幅值改变规律曲线；
步骤c)对螺栓试件做调整横向载荷实验：横向载荷施加过程中，在[0,tn]区间内均匀挑选时间t1、t2……tn，将松脱过程分为n个区间，为[0，t1]、[t1，t2]……[tn-1，tn]，tn为松脱曲线趋于稳定的时刻；在t1、t2……tn时刻，载荷控制电机(17)改变位移，使S型柱式位移传感器(8)测得的力载荷幅值变化量为ΔF，记录此时载荷控制电机(17)的位移对应改变量ΔXi，记录ΔX1、ΔX2……ΔXn，i∈[1,n]；
步骤d)垫片式压力传感器(29)采集得到连续预紧力信号P(t)及
步骤e)根据步骤b)中松脱规律曲线中的曲线斜率与步骤d)的k值作对比，将此刻的k值与步骤c)中划分的n个区间作对比，确定此时螺栓松脱所属的区间，即二者的斜率值相等；
步骤c)中为各区间横向力载荷幅值减少量等于调节阈值ΔF对应需要调整的位移值ΔXx，预估出载荷加载过程中，从此刻开始横向力载荷幅值减少量等于调节阈值ΔF对应所需要调整的位移值ΔXx；结合步骤b)的横向力载荷幅值改变规律曲线，预估出载荷加载过程中，从此刻开始横向力载荷幅值减少量等于调节阈值ΔF所需时间Tx；即在Tx时间内，横向力载荷幅值改变量均小于阈值ΔF，不需要调整横向载荷，闭环控制程序中止时间Tx；
步骤f)中止时间Tx后，横向力载荷幅值改变量超过阈值ΔF，根据步骤e)中预估出的ΔXx，对载荷控制电机(17)进行一步调整ΔXx，使实际横向力载荷幅值F与预期横向力载荷幅值F1差量减少至小于调节阈值ΔF；
步骤g)采集横向力载荷信号，对S型柱式位移传感器(8)采集到的周期性的横向力载荷信号进行峰值检测，获取实际力载荷幅值的F；
步骤h)如果|F-F1|＞e，则说明调整的最后结果并没有达到设定的误差值之内，需要用二步法逼近F1，直至|F-F1|＜e，然后从步骤d)循环运行；
步骤i)如果|F-F1|＜e则直接再从步骤d)循环运行。
2.一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的横向位移载荷闭环控制方法，所述闭环控制方法基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机进行控制，对传感器采集到的信号进行分析，再通过PLC控制系统计算，最后对电机控制系统发出指令控制电机的转动，从而实现螺栓横向载荷松脱试验机的控制；
闭环控制方法基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机实现的，所述的精确控制螺栓横向载荷松脱试验机包括载荷传递部分和载荷控制部分；
所述的载荷传递部分包括框架结构件(1)、位移传感器支撑架(2)、电涡流位移传感器(3)、连接板(4)、销(5)、限位板(6)、第一支撑架(7-1)、第二支撑架(7-2)、S型柱式位移传感器(8)、弹性杆(9)、第一直线轴承(10-1)、第二直线轴承(10-2)、T槽导轨(22)、短头螺纹杆(23)、长头螺纹杆(24)、基台(26)、可旋杆(27)、圆垫(28)、垫片式压力传感器(29)、套筒(30)和试件螺栓(31)；两支撑架和框架结构件(1)均固定在基台(26)上，两支撑架同轴并间隔一定距离，框架结构件(1)位于两支撑架的一侧；T槽导轨(22)穿过第一直线轴承(10-1)，第一直线轴承(10-1)固定在第一支撑架(7-1)上，T槽导轨(22)与弹性杆(9)的一端榫接；弹性杆(9)的另一端与短头螺纹杆(23)榫接，短头螺纹杆(23)与S型柱式位移传感器(8)的一端螺纹配合；S型柱式位移传感器(8)的另一端与长头螺纹杆(24)螺纹配合，长头螺纹杆(24)穿过第二直线轴承(10-2)，第二直线轴承(10-2)固定在第二支撑架(7-2)上；长头螺纹杆(24)与可旋杆(27)榫接，可旋杆(27)置于连接板(4)的U型槽内，通过限位板(6)进行限位，连接板(4)置于框架结构件(1)的上阶梯；位移传感器支撑架(2)固定在框架结构件(1)的下阶梯，电涡流位移传感器(3)固定在位移传感器支撑架(2)上；所述的框架结构件(1)的平面为阶梯式；
连接板(4)上设有通孔，圆垫(28)与通孔过盈连接；框架结构件(1)的平面上设有阶梯孔，阶梯孔与通孔同轴，垫片式压力传感器(29)置于阶梯孔内，套筒(30)穿过垫片式压力传感器(29)，试件螺栓(31)依次穿过阶梯孔与通孔，并固定；
载荷控制部分包括载荷产生电机(11)、偏心联轴器(12)、双支架(13)、滑块(14)、导轨(15)、丝杆(16)、载荷控制电机(17)、滑台(18)、受力架(19)、摇杆(20)和轴(21)；受力架(19)由横向支架、纵向支架和基座组成，受力架(19)通过基座固定在基台(26)上；丝杆(16)的一端穿过横向支架，并连接载荷控制电机(17)，载荷控制电机(17)固定在纵向支架上，丝杆(16)的另一端固定在基座上；滑台(18)与丝杆(16)的滚珠丝杆结构连接在一起；两导轨(15)固定在纵向支架上，两个滑块(14)套在导轨(15)上；双支架(13)由两侧板和一底板组成，底板固定在两个滑块(14)及滑台(18)上；轴(21)穿过双支架(13)的两侧板，并固定；摇杆(20)的一端为圆套结构，另一端设有槽口和T型凸台，摇杆(20)的通孔穿过轴(21)，位于两侧板间；载荷产生电机(11)固定在基台(26)上，偏心联轴器(12)一端与载荷产生电机(11)的输出轴相连，偏心联轴器(12)的另一端限制于摇杆(20)的槽口中；摇杆(20)的T型凸台与T槽导轨(22)配合；
基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机控制横向位移载荷幅值的闭环控制方法，步骤如下：
步骤a)确定待输入的预期横向位移载荷幅值A1、调节阈值ΔA与误差允许值e；若实际横向位移载荷幅值A与A1之间差距达到调节阈值ΔA，则载荷控制电机(17)开始启动工作，直到实际横向位移载荷幅值A与A1之间差距小于误差允许值e；
步骤b)在不调整横向载荷的条件下，做螺栓的松脱规律曲线，并记录对应的横向位移载荷幅值改变规律曲线；
步骤c)对螺栓试件做调整横向载荷实验：横向载荷施加过程中，在[0,tn]区间内均匀挑选时间t1、t2……tn，将松脱过程分为n个区间，为[0，t1]、[t1，t2]……[tn-1，tn]，tn为松脱曲线趋于稳定的时刻；在t1、t2……tn时刻，载荷控制电机(17)改变位移，使电涡流位移传感器(3)测得的位移载荷幅值变化量为ΔA，记录此时载荷控制电机(17)位移对应改变量ΔXi，记录ΔX1、ΔX2……ΔXn，i∈[1,n]；
步骤d)垫片式压位移传感器(29)采集得到连续预紧位移信号P(t)及
步骤e)根据步骤b)中松脱规律曲线中的曲线斜率与步骤d)的k值作对比，将此时的k值与步骤c)中划分的n个区间作对比，确定此时螺栓松脱所属的区间，即二者的斜率值相等；
步骤c)中为各区间横向位移载荷幅值减少量等于调节阈值ΔA对应需要调整的位移值ΔXx，预估出载荷加载过程中从此刻开始载横向位移载荷幅值减少量等于调节阈值ΔA对应所需要调整的位移值ΔXx；结合步骤b)的横向位移载荷幅值改变规律曲线，预估出载荷加载过程中，从此刻开始横向位移载荷幅值减少量等于调节阈值ΔA所需时间Tx；即在Tx时间内，横向位移载荷幅值改变量均小于阈值ΔA，不需要调整横向载荷，闭环控制程序中止时间Tx；
步骤f)中止时间Tx后，横向位移载荷幅值改变量超过阈值ΔA，根据步骤e)中预估出的ΔXx，对载荷控制电机(17)进行一步调整ΔXx，使实际横向位移载荷幅值A与预期横向位移载荷幅值A1之间差量减少至小于调节阈值ΔA；
步骤g)采集横向位移载荷信号，对电涡流位移传感器(3)采集到的周期性的横向位移载荷信号进行峰值检测获取实际位移载荷幅值的A；
步骤h)如果|A-A1|＞e，则说明调整的最后结果并没有达到设定的误差值之内，需要用二步法逼近A1，直至|A-A1|＜e，然后从步骤d)循环运行；
步骤i)如果|A-A1|＜e则直接再从步骤d)循环运行。
一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的闭环控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及螺栓横向载荷松脱试验机，更具体地说，涉及一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的闭环控制方法。
背景技术
[0002] 对于螺栓连接，其导致松动最主要的原因就是：当受到横向(与螺栓轴线垂直的方向)振动载荷时，随着振动力增大、螺栓副间的摩擦系数减小甚至到零，破坏了螺纹自锁条件而有微量的相对滑动，导致螺母自动回转松动。在某些极端情况下，横向载荷的松脱可以导致螺栓预紧力降低30％-40％。横向载荷松脱试验机可以用来研究螺栓在承受横向交变载荷的情况下松脱的规律，对于研究螺栓连接的松脱问题帮助很大。
[0003] 本发明基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机，精确控制螺栓横向载荷松脱试验机在原本的Junker横向载荷螺栓松脱试验机基础上加上了载荷控制部分，能够更好地控制横向载荷。
[0004] 1.保证横向位移载荷
[0005] 对于之前的横向载荷螺栓松脱试验机，试验机只能提供一种横向位移载荷，如果想更改位移载荷，必须更改试验机的机械结构，成本高，而且困难。由图1可知，一个固定的x值对应唯一一个y值，通过载荷控制电机17转动，驱动丝杆16带动滑台18上下移动，滑台的上下移动使双支架13上的轴21上下移动，即摇杆20的末端产生位移，x的值改变，所产生的横向位移最大幅值随之改变。摇杆20末端的每一个位置代表着一个横向位移最大幅值，通过控制小电机17即可获得想要的横向位移。
[0006] 2.保证横向力载荷
[0007] 在试验机提供出一个横向位移幅值的时候，会同时产生一个横向力载荷，随着松脱的发生，此固定横向位移所能产生的横向力载荷会逐渐减小，此时如果想要保持一个固定的横向力载荷大小不变，就必须要逐步增大所产生的横向位移幅值，此时只要控制小电机使产生的横向位移载荷增大一些，直到S型柱式位移传感器测得的力达到预定的[0008] 如何控制上述试验台，使其可以达到预期的功能，必须基于合适的控制方法及控制程序才可实现横向载荷的精确控制。成为本领域必须解决的技术问题。
发明内容
[0009] 本发明提供了一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的闭环控制方法。以保证控制上述试验台，使其可以达到预期的功能，使其可实现横向载荷的精确控制。
[0010] 本发明的技术方案：
[0011] 一种基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的闭环控制方法，所述闭环控制方法用于对基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机进行控制，对传感器采集到的信号进行分析，再通过PLC控制系统计算，最后对电机控制系统发出指令控制电机的转动，从而实现螺栓横向载荷松脱试验机的控制；
[0012] 闭环控制方法基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机实现的，所述的精确控制螺栓横向载荷松脱试验机包括载荷传递部分和载荷控制部分；
[0013] 所述的载荷传递部分包括框架结构件1、位移传感器支撑架2、电涡流位移传感器3、连接板4、销5、限位板6、第一支撑架7-1、第二支撑架7-2、S型柱式位移传感器8、弹性杆9、第一直线轴承10-1、第二直线轴承10-2、T槽导轨22、短头螺纹杆23、长头螺纹杆24、基台26、可旋杆27、圆垫28、垫片式压力传感器29、套筒30和试件螺栓31；两支撑架和框架结构件1均固定在基台26上，两支撑架同轴并间隔一定距离，框架结构件1位于两支撑架的一侧；T槽导轨22穿过第一直线轴承10-1，第一直线轴承10-1固定在第一支撑架7-1上，T槽导轨22与弹性杆9的一端榫接；弹性杆9的另一端与短头螺纹杆23榫接，短头螺纹杆23与S型柱式位移传感器8的一端螺纹配合；S型柱式位移传感器8的另一端与长头螺纹杆24螺纹配合，长头螺纹杆24穿过第二直线轴承10-2，第二直线轴承10-2固定在第二支撑架7-2上；长头螺纹杆24与可旋杆27榫接，可旋杆27置于连接板4的U型槽内，通过限位板6进行限位，连接板4置于框架结构件1的上阶梯；位移传感器支撑架2固定在框架结构件1的下阶梯，电涡流位移传感器3固定在位移传感器支撑架2上；所述的框架结构件1的平面为阶梯式；
[0014] 连接板4上设有通孔，圆垫28与通孔过盈连接；框架结构件1的平面上设有阶梯孔，阶梯孔与通孔同轴，垫片式压力传感器29置于阶梯孔内，套筒30穿过垫片式压力传感器29，试件螺栓31依次穿过阶梯孔与通孔，并固定；
[0015] 载荷控制部分包括载荷产生电机11、偏心联轴器12、双支架13、滑块14、导轨15、丝杆16、载荷控制电机17、滑台18、受力架19、摇杆20和轴21；受力架19由横向支架、纵向支架和基座组成，受力架19通过基座固定在基台26上；丝杆16的一端穿过横向支架，并连接载荷控制电机17，载荷控制电机17固定在纵向支架上，丝杆16的另一端固定在基座上；滑台18与丝杆16的滚珠丝杆结构连接在一起；两导轨15固定在纵向支架上，两个滑块14套在导轨15上；双支架13由两侧板和一底板组成，底板固定在两个滑块14及滑台18上；轴21穿过双支架13的两侧板，并固定；摇杆20的一端为圆套结构，另一端设有槽口和T型凸台，摇杆20的通孔穿过轴21，位于两侧板间；载荷产生电机11固定在基台26上，偏心联轴器12一端与载荷产生电机11的输出轴相连，偏心联轴器12的另一端限制于摇杆20的槽口中；摇杆20的T型凸台与T槽导轨22配合；
[0016] 基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机控制横向力载荷幅值的闭环控制方法，步骤如下：
[0017] 步骤a)确定待输入的预期横向力载荷幅值F1、调节阈值ΔF与误差允许值e；若实际横向力载荷幅值F与F1之间差距达到调节阈值ΔF，则载荷控制电机17开始启动工作，直到实际横向力载荷幅值F与F1之间差距小于误差允许值e；调节阈值ΔF和误差允许值e根据对载荷稳定性和准确度的要求进行选取，调节阈值ΔF和误差允许值e越小载荷稳定性和准确度越好；
[0018] 步骤b)虽然螺栓在受横向载荷时，松脱规律曲线大致相同，但是松脱规律曲线的数值并不完全一样；在不调整横向载荷的条件下，做螺栓的松脱规律曲线，并记录对应的横向力载荷幅值改变规律曲线；
[0019] 步骤c)对螺栓试件做调整横向载荷实验：横向载荷施加过程中，在[0,tn]区间内均匀挑选时间t1、t2……tn，将松脱过程分为n个区间，为[0，t1]、[t1，t2]……[tn-1，tn]，tn为松脱曲线趋于稳定的时刻；在t1、t2……tn时刻，载荷控制电机17改变位移，使S型柱式位移传感器8测得的力载荷幅值变化量为ΔF，记录此时载荷控制电机17的位移对应改变量ΔXi，记录ΔX1、ΔX2……ΔXn，i∈[1,n]；
[0020] 步骤d)垫片式压力传感器29采集得到连续预紧力信号P(t)及
[0021] 步骤e)根据步骤b)中松脱规律曲线中的曲线斜率与步骤d)的k值作对比，将此刻的k值与步骤c)中划分的n个区间作对比，确定此时螺栓松脱所属的区间，即二者的斜率值相等；步骤c)中为各区间横向力载荷幅值减少量等于调节阈值ΔF对应需要调整的位移值ΔXx，预估出载荷加载过程中，从此刻开始横向力载荷幅值减少量等于调节阈值ΔF对应所需要调整的位移值ΔXx；结合步骤b)的横向力载荷幅值改变规律曲线，预估出载荷加载过程中，从此刻开始横向力载荷幅值减少量等于调节阈值ΔF所需时间Tx；即在Tx时间内，横向力载荷幅值改变量均小于阈值ΔF，不需要调整横向载荷，闭环控制程序中止时间Tx；
[0022] 步骤f)中止时间Tx后，横向力载荷幅值改变量超过阈值ΔF，根据步骤e)中预估出的ΔXx，对载荷控制电机17进行一步调整ΔXx，使实际横向力载荷幅值F与预期横向力载荷幅值F1差量减少至小于调节阈值ΔF；
[0023] 步骤g)因为之前的调节都是建立在结合规律曲线预估调整的基础之上，实际运行的时候可能会出现或多或少的误差，所以需要进一步精准化。所以要采集横向力载荷信号，对S型柱式位移传感器8采集到的周期性的横向力载荷信号进行峰值检测，获取实际力载荷幅值的F；
[0024] 步骤h)如果|F-F1|>e，则说明调整的最后结果并没有达到设定的误差值之内，需要用二步法逼近F1，直至|F-F1|
[0025] 步骤i)如果|F-F1|
[0026] 基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机控制横向位移载荷幅值的闭环控制方法，步骤如下：
[0027] 步骤a)确定待输入的预期横向位移载荷幅值A1、调节阈值ΔA与误差允许值e；若实际横向位移载荷幅值A与A1之间差距达到调节阈值ΔA，则载荷控制电机17开始启动工作，直到实际横向位移载荷幅值A与A1之间差距小于误差允许值e；调节阈值ΔA和误差允许值e根据对载荷稳定性和准确度的要求进行选取，调节阈值ΔA和误差允许值e越小载荷稳定性和准确度越好；
[0028] 步骤b)虽然螺栓在受横向载荷时，松脱规律曲线大致相同，但是松脱规律曲线的数值并不完全一样；在不调整横向载荷的条件下，做一组螺栓的松脱规律曲线作为参考，并记录对应的横向位移载荷幅值改变规律曲线；
[0029] 步骤c)对一个螺栓试件做调整横向载荷实验：横向载荷施加过程中，在[0,tn]区间内均匀挑选时间t1,t2……tn，将松脱过程分为n个区间，为[0，t1]、[t1，t2]……[tn-1，tn]，tn为松脱曲线趋于稳定的时刻；在t1、t2……tn时刻，载荷控制电机17改变位移使电涡流位移传感器3测得的位移载荷幅值变化量为ΔA，记录此时载荷控制电机17位移对应改变量ΔXi，记录ΔX1、ΔX2……ΔXn，i∈[1,n]；
[0030] 步骤d)垫片式压位移传感器29采集得到连续预紧位移信号P(t)及
[0031] 步骤e)根据步骤b)中松脱规律曲线中的曲线斜率与步骤d)的k值作对比，将此时的k值与步骤c)中划分的n个区间作对比，确定此时螺栓松脱所属的区间，即二者的斜率值相等。步骤c)中为各区间横向位移载荷幅值减少量等于调节阈值ΔA对应需要调整的位移值ΔXx，从而预估出载荷加载过程中从此刻开始载横向位移载荷幅值减少量等于调节阈值ΔA对应所需要调整的位移值ΔXx；结合步骤b)的横向位移载荷幅值改变规律曲线，预估出载荷加载过程中从此刻开始横向位移载荷幅值减少量等于调节阈值ΔA所需时间Tx；即在Tx时间内，横向位移载荷幅值改变量均小于阈值ΔA，不需要调整横向载荷，闭环控制程序中止时间Tx；
[0032] 步骤f)中止时间Tx后，横向位移载荷幅值改变量超过阈值ΔA，根据步骤e)中预估出的ΔXx，对载荷控制电机17进行一步调整ΔXx，使实际横向位移载荷幅值A与预期横向位移载荷幅值A1之间差量减少至小于调节阈值ΔA；
[0033] 步骤g)因为之前的调节都是建立在结合规律曲线预估调整的基础之上，实际运行的时候可能会出现或多或少的误差，所以需要进一步精准化。所以要采集横向位移载荷信号，对电涡流位移传感器3采集到的周期性的横向位移载荷信号进行峰值检测获取实际位移载荷幅值的A；
[0034] 步骤h)如果|A-A1|>e，则说明调整的最后结果并没有达到设定的误差值之内，需要用二步法逼近A1，直至|A-A1|
[0035] 步骤i)如果|A-A1|
[0036] 本发明的有益效果：本发明提供的基于精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的闭环控制方法，可以使实际载荷与理想载荷之间始终保持在误差范围之内，并且合理规划实际载荷向理想在河的逼近速度。更快速、更准确、更稳定。
附图说明
[0037] 图1为精确控制螺栓横向载荷松脱试验机运动简图。
[0038] 图2为精确控制螺栓横向载荷松脱试验机的示意图。
[0039] 图3为精确控制螺栓横向载荷松脱试验机夹具部分俯视图。
[0040] 图4精确控制螺栓横向载荷松脱试验机夹具结构剖视图
[0041] 图5螺栓横向载荷松脱规律曲线。
[0042] 图6本闭环控制的横向位移载荷控制程序框图。
[0043] 图7本闭环控制的横向力载荷控制程序框图。
[0044] 图中：1框架结构件；2位移传感器支撑架；3电涡流位移传感器；4连接板；5销；6限位板；7-1第一支撑架；7-2第二支撑架；8S型柱式位移传感器；9弹性杆；10-1第一直线轴承；10-2第二直线轴承；11载荷产生电机；12偏心联轴器；13双支架；14滑块；15导轨；16丝杆；17载荷控制电机；18滑台；19受力架；20摇杆；21轴；22T槽导轨；23短头螺纹杆；24长头螺纹杆；
25T型螺栓；26基台；27可旋杆；28圆垫；29垫片式压力传感器；30套筒；31试件螺栓。
具体实施方式
[0045] 以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
[0046] 精确控制螺栓横向载荷松脱试验机在产生位移载荷的时候比较直接，就是位移量的传递，反馈调节的时候也是通过位移信号的变化反馈去调节位移量。整个过程都是位移量之间的关系，控制起来也就刚简单一些。而力载荷的时候实质上是通过位移载荷产生了力载荷，再反馈成力信号，通过对力信号的分析再去调整位移量。所以整个过程中比较复杂，规律更难把握。
[0047] 1、横向位移载荷控制方法
[0048] 先输入一个所需位移载荷幅值A1、调节阈值ΔA与误差允许值e；若实际横向位移载荷幅值A与A1之间差距达到调节阈值ΔA，则载荷控制电机(17)开始启动工作，直到实际横向位移载荷幅值A与A1之间差距小于误差允许值e。
[0049] 在控制程序开始之前需要做两组实验，取得参考数据。首先，想要结合松脱规律曲线预估松脱走势，根据曲线的斜率k值是曲线走势的直接反应量。由于不同的螺栓松脱规律可能不完全一样，所以在做试验之前可以先做一组试件螺栓在不调整载荷的时候松脱规律曲线作为参考，并记录对应的横向位移载荷幅值改变规律曲线；其次，随着松脱的发生，实际横向位移载荷幅值会逐渐偏离预期位移载荷幅值A1，而且由于松脱的不稳定性，这种偏离量也是不稳定的，所以为了控制过程中更加稳定高效，需要有一个调节阈值ΔA，一旦偏离量达到调节阈值ΔA就会进行一次调节。但是由于松脱过程中的不稳定，载荷控制电机每次需要调整的量也是不同的，所以需要第二组参考实验，对螺栓试件做调整横向载荷实验：横向载荷施加过程中，在[0,tn]区间内均匀挑选时间t1、t2……tn，将松脱过程分为n个区间，为[0，t1]、[t1，t2]……[tn-1，tn]，tn为松脱曲线趋于稳定的时刻；在t1、t2……tn时刻，载荷控制电机17改变位移，使S型柱式位移传感器8测得的位移载荷幅值变化量为ΔA，记录此时载荷控制电机17的位移对应改变量ΔXi，记录ΔX1、ΔX2……ΔXn，i∈[1,n]；
[0050] 在垫片式压位移传感器(29)传感器采集螺栓预紧位移信号的时候，分析螺栓预紧位移的变化率 即实时松脱曲线的斜率，斜率越大，说明松脱越快，与先前测得的松脱规律曲线对照，从而可以实现结合松脱规律曲线与横向位移载荷幅值变化规律曲线对下一阶段横向位移载荷的变化做一个预估，预估出横向位移载荷变化ΔA的时间间隔Tx。即在从此刻开始的Tx时间内，横向位移载荷幅值改变量均小于阈值ΔA，不需要调整横向载荷，并判断此时是处于哪一个区间内，从而对应的选取ΔXx。
[0051] 在程序闭环控制程序中止时间Tx以后，一步调节载荷控制电机产生位移改变ΔXx，使横向位移载荷改变ΔA，此时的横向载荷A与A1之间差距就不大了，但是因为之前的调节都是建立在结合规律曲线与横向位移载荷幅值改变规律曲线预估调整的基础之上，实际运行的时候可能会出现或多或少的误差，所以需要进一步精准化。所以要采集横向位移载荷信号，对电涡流位移传感器(3)采集到的周期性的横向位移载荷信号进行峰值检测，获取实际位移载荷幅值的A；
[0052] 如果此时的|A1-A|e则进行下一步微调，逐渐逼近A1。在微调过程中由于横向载荷A与A1之间差距不大，所以调解过程中横向载荷稳定性相对更好一些。同时再采集预紧位移信号 的k值作对比，预估接下来的横向位移载荷减少量为ΔA的所需时间间隔Tx；然后再继续循环。使实际位移载荷幅值与理想位移幅值的误差始终保持在允许的范围ΔA之内。从而保证位移载荷的精确。
[0053] 2、横向力载荷控制方法
[0054] 在松脱发生的时候，相同的力载荷所需要加载的横向位移就会越来越大，电机所产生的位移所转化成的力载荷就会逐渐与预期力载荷幅值F1偏离。要保持力载荷的稳定在F1就需要增大载荷产生端产生的位移量，图3为螺栓连接在受横向载荷的时候螺栓预紧力的变化情况，可以直观显示出螺栓连接受横向载荷的时候松脱规律。可以看出螺栓在松脱的时候松脱快慢是在变化的，如果整个系统每隔一个相同的时间段调整一次，因为松脱快慢的不同，每次需要调整的位移量也会有差别，比如在松脱第二阶段初期，短期之内松脱比较快，横向力载荷变化就会比较大，所以如果要快速调整过来并且维持力载荷稳定，就要结合松脱规律。
[0055] 首先输入一个所需力载荷幅值F1、调节阈值ΔF与误差允许值e；若实际横向力载荷幅值F与F1之间差距达到调节阈值ΔF，则载荷控制电机(17)开始启动工作，直到实际横向力载荷幅值F与F1之间差距小于误差允许值e。
[0056] 在控制程序开始之前需要做两组实验，取得参考数据。首先，想要结合松脱规律曲线预估松脱走势，根据曲线的斜率k值是曲线走势的直接反应量。由于不同的螺栓松脱规律可能不完全一样，所以在做试验之前可以先做一组试件螺栓在不调整载荷的时候松脱规律曲线作为参考，并记录对应的横向力载荷幅值改变规律曲线；其次，随着松脱的发生，实际横向力载荷幅值会逐渐偏离预期力载荷幅值F1，而且由于松脱的不稳定性，这种偏离量也是不稳定的，所以为了控制过程中更加稳定高效，需要有一个调节阈值ΔF，一旦偏离量达到调节阈值ΔF就会进行一次调节。但是由于松脱过程中的不稳定，载荷控制电机每次需要调整的量也是不同的，所以需要第二组参考实验，对螺栓试件做调整横向载荷实验：横向载荷施加过程中，在[0,tn]区间内均匀挑选时间t1、t2……tn，将松脱过程分为n个区间，为[0，t1]、[t1，t2]……[tn-1，tn]，tn为松脱曲线趋于稳定的时刻；在t1、t2……tn时刻，载荷控制电机17改变位移，使S型柱式位移传感器8测得的力载荷幅值变化量为ΔF，记录此时载荷控制电机17的位移对应改变量ΔXi，记录ΔX1、ΔX2……ΔXn，i∈[1,n]；
[0057] 在垫片式压力传感器(29)传感器采集螺栓预紧力信号的时候，分析螺栓预紧力的变化率 即实时松脱曲线的斜率，斜率越大，说明松脱越快，与先前测得的松脱规律曲线对照，从而可以实现结合松脱规律曲线与横向力载荷幅值变化规律曲线对下一阶段横向力载荷的变化做一个预估，预估出横向力载荷变化ΔF的时间间隔Tx。即在从此刻开始的Tx时间内，横向力载荷幅值改变量均小于阈值ΔF，不需要调整横向载荷，并判断此时是处于哪一个区间内，从而对应的选取ΔXx。
[0058] 在程序闭环控制程序中止时间Tx以后，一步调节载荷控制电机产生位移改变ΔXx，使横向力载荷改变ΔF，此时的横向载荷F与F1之间差距就不大了，但是因为之前的调节都是建立在结合规律曲线与横向力载荷幅值改变规律曲线预估调整的基础之上，实际运行的时候可能会出现或多或少的误差，所以需要进一步精准化。所以要采集横向力载荷信号，对S型柱式位移传感器8采集到的周期性的横向力载荷信号进行峰值检测，获取实际力载荷幅值的F；
[0059] 如果此时的|F1-F|e则进行下一步微调，逐渐逼近F1。在微调过程中由于横向载荷F与F1之间差距不大，所以调解过程中横向载荷稳定性相对更好一些。同时再采集预紧力信号 的k值作对比，预估接下来的横向力载荷减少量为ΔF的所需时间间隔Tx；然后再继续循环。使实际力载荷幅值与理想力幅值的误差始终保持在允许的范围ΔF之内。从而保证位移载荷的精确。
