题目：基于PC104的集成化智能材料试验系统

随着现代制造加工业蓬勃发展，航空、航天、车辆、船舶以及仪表器械等加工制造行业都对更高性能的材料提出了迫切的需求。改革开放以来中国经济迅速增长，工业水平也不断追赶发达国家，但是在航空发动机、汽车关键件、船舶高性能材料等高精尖领域，仍然有着较大的差距，因此在我国新型高性能材料仍有很大的发展空间。

智能材料试验机是用来对金属材料进行测试的重要实验仪器，可以检测材料的强度、刚度、弹性和塑性等重要的机械性能，对于新型材料的研发与改进有着重要的指导意义。而材料需求的多样性对试验过程提出了多样化的需求，在保证试验可靠性的前提下，扩展试验的多样性及可移植性是试验机的主要研究方向之一。本课题对机械学院现有的万能材料试验机进行了升级，设计了一套基于PC/104的集成化智能材料试验系统，结合了数据采集、伺服驱动、串口通信、脉冲输出控制、在系统编程和多线程控制等技术，实现了试验过程的简易自定义和多样性，同时又有着良好的扩展性和可移植性。

本文分析了测控系统中所使用的各项传感器，对AD/DA信号的输入和输出进行了调理，确保了长度变形、宽度变形和载荷在试验过程中的精准；研究了PC/104的工作机制和使用，制作了基于CPLD的智能电拉控制板，结合PC/104的串口通信，实现了信号采集和电机驱动；结合多线程及PID控制技术，开发了一套智能材料试验数控编程系统。除了自动测定材料的屈服极限、弹性模量、延伸率等值，实时绘制载荷-变形曲线外，更实现了对于试验过程的简单自定义数控编程，扩展了试验过程的多样性和可移植性；并且通过大量的试验，验证了材料试验机数控编程控制软件控制的准确性、稳定性和可靠性，实现了对于材料试验过程的常规试验控制和任意数控编程控制，获得了良好的试验效果。