一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，包括以下步驟：用戶通過(guò)上位機(jī)向DAC模塊發(fā)送變負(fù)載變慣量操作指令，DAC模塊將輸入的變負(fù)載變慣量操作指令信號(hào)變換成相應(yīng)控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理，而后輸出到功率放大器換為相應(yīng)大小的激磁電流，并相應(yīng)輸出至模擬載荷模塊，模擬載荷模塊對(duì)被測(cè)電機(jī)加載不同的工況；根據(jù)上位機(jī)發(fā)送變負(fù)載變慣量操作指令的不同，通過(guò)變負(fù)載變慣量控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的不同加載、卸載、加慣量、卸慣量方式。本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于需要全面測(cè)試伺服電機(jī)在不同工況下機(jī)械性能的場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】
一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)測(cè)試領(lǐng)域，涉及一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，特別涉及電機(jī)機(jī)械性能測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前伺服電機(jī)測(cè)試方法多采用對(duì)拖加載法，如中國(guó)專利局于2010年08月04日公開(kāi)了一份CN101793605B號(hào)文獻(xiàn)，名稱為基于伺服電機(jī)的動(dòng)態(tài)加載方法，該基于伺服電機(jī)的動(dòng)態(tài)加載方法所用系統(tǒng)包括被測(cè)伺服電機(jī)、加載電機(jī)、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器，它可以先用轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器標(biāo)定加載電機(jī)的輸入輸出轉(zhuǎn)矩關(guān)系曲線，系統(tǒng)控制器根據(jù)給定的載荷譜及關(guān)系曲線發(fā)送驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩指令值和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩指令值，對(duì)被測(cè)電機(jī)進(jìn)行加載；其不足之處是該系統(tǒng)只能模擬摩擦負(fù)載狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩曲線、彈性模擬負(fù)載狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩曲線和模擬粘滯負(fù)載狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩曲線中的任意一種、任意兩種疊加或三種疊加，且在測(cè)試過(guò)程中不能改變加載到系統(tǒng)的慣量大小。然而伺服電機(jī)在實(shí)際工作中可能出現(xiàn)無(wú)法預(yù)料的變負(fù)載變慣量工況，目前存在的伺服電機(jī)測(cè)試裝置或系統(tǒng)不能全面模擬給被測(cè)伺服電機(jī)加載的負(fù)載和慣量的大小及類型，因此不能完全模擬伺服電機(jī)工作的實(shí)際工況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)目前伺服電機(jī)機(jī)械性能測(cè)試試驗(yàn)技術(shù)的不足，提出一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，模擬伺服電機(jī)實(shí)際工作中變負(fù)載變慣量的工況，從而能夠更加真實(shí)地測(cè)試電機(jī)的機(jī)械性能。其可實(shí)現(xiàn)在伺服電機(jī)機(jī)械性能測(cè)試時(shí)提供的不同的加載工況、卸載工況、加慣量工況和卸慣量工況，用于全面模擬伺服電機(jī)工作的實(shí)際工況。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
[0005]—種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，該方法所使用的裝置至少由信號(hào)采集處理控制模塊、被測(cè)電機(jī)模塊、模擬載荷模塊所組成；所述信號(hào)采集處理控制模塊由上位機(jī)1、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器4、信號(hào)調(diào)理模塊9、DAC模塊10、編碼器和計(jì)數(shù)器模塊11所組成；所述被測(cè)電機(jī)模塊由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、伺服電機(jī)3所組成；所述模擬載荷模塊由磁粉制動(dòng)器5、磁粉離合器6、慣量塊7、功率放大器8所組成；所述伺服電機(jī)3與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器4、磁粉制動(dòng)器5、磁粉離合器6、慣量塊7依次機(jī)械連接。
[0006]用戶通過(guò)所述上位機(jī)I向DAC模塊10發(fā)送變負(fù)載操作指令，所述DAC模塊10將輸入的變負(fù)載操作指令信號(hào)變換成模擬控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊9，所述模擬控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊9調(diào)理后輸出到功率放大器8，所述功率放大器8將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)大小的激磁電流，并輸出至磁粉制動(dòng)器5，所述磁粉制動(dòng)器5根據(jù)輸入的激磁電流的大小產(chǎn)生不同的輸出轉(zhuǎn)矩，并將產(chǎn)生的不同輸出轉(zhuǎn)矩作為不同類型負(fù)載載荷加載到伺服電機(jī)3。
[0007]所述DAC模塊10輸出的模擬控制信號(hào)至少包括:變化量值Δ u、目標(biāo)值Ut、變化量值A(chǔ)u作用的單位時(shí)間長(zhǎng)度值△ t和到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T ;用戶可隨時(shí)調(diào)整所述DAC模塊10輸出的模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u、目標(biāo)值Ut、變化量值A(chǔ)u作用的單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ) t和到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T，進(jìn)而控制磁粉制動(dòng)器5的輸出轉(zhuǎn)矩值大小隨時(shí)間做任意變化。
[0008]根據(jù)所述上位機(jī)I發(fā)送變負(fù)載操作指令的不同，通過(guò)變負(fù)載控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)3的不同加載方式和卸載方式。其中加載方式又分為突變加載方式和非突變加載方式，卸載方式又分為突變卸載方式和非突變卸載方式。
[0009]用戶通過(guò)所述上位機(jī)I向DAC模塊10發(fā)送變慣量操作指令，所述DAC模塊10將輸入的變負(fù)載操作指令信號(hào)變換成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊9，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊9調(diào)理后輸出到功率放大器8，所述功率放大器8將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)周期、占空比的激磁電流，并輸出至磁粉離合器6，改變所述磁粉離合器6的激磁線圈的“失電”和“得電”狀態(tài)來(lái)改變磁粉離合器6的“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)靈活地改變加載到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小。
[0010]所述DAC模塊10輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)至少包括:作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts，作用量占空比值N ;用戶通過(guò)上位機(jī)I調(diào)整所述DAC模塊10輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts，作用量占空比值N，實(shí)現(xiàn)控制磁粉離合器6的“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)，進(jìn)而使所述“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)隨時(shí)間做任意變化。
[0011]根據(jù)所述上位機(jī)I發(fā)送變慣量操作指令的不同，通過(guò)變慣量控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)3的不同加慣量方式和卸慣量方式。磁粉離合器6在每個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts內(nèi)處于“結(jié)合”狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)度值Tsc = Ts*N，其中N為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用量占空比值，Ts值為大于O的任意數(shù)值，具體值可依具體需求確定；當(dāng)N取值為大于O且小于等于I的任意數(shù)值時(shí)系統(tǒng)處于加慣量工況，當(dāng)N取值等于O時(shí)系統(tǒng)處于卸慣量工況。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1.本發(fā)明采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶所希望實(shí)現(xiàn)的電機(jī)機(jī)械性能測(cè)試工況的不同，可以靈活地調(diào)節(jié)DAC模塊輸出的模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u、模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut、模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t和模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間總長(zhǎng)度值T這4個(gè)參數(shù)，還可以靈活地調(diào)節(jié)DAC模塊輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用量占空比值N這2個(gè)參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出不同的控制信號(hào)及控制信號(hào)變換、組合，較好的滿足在系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)用戶給定工況這一要求。
[0014]2.本發(fā)明可全面模擬電機(jī)工作的實(shí)際工況(加載、卸載、加慣量和卸慣量)，即可以通過(guò)調(diào)節(jié)DAC模塊輸出的模擬控制信號(hào)的變化量值Δ U、模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut、模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t和模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間總長(zhǎng)度值T這4個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)磁粉制動(dòng)器輸出力矩值大小隨時(shí)間做任意變化，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)DAC模塊輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用量占空比值N這2個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)磁粉離合器“分離”和“結(jié)合”狀態(tài)隨時(shí)間做任意變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)伺服電機(jī)充分的靜/動(dòng)態(tài)特性測(cè)試，具有裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、成本低、精度高等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖為是一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法所用裝置示意圖:
[0016]附圖中1-上位機(jī)；2_伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；3_伺服電機(jī)；4_轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器；5-磁粉制動(dòng)器；6_磁粉離合器；7_慣量塊；8_功率放大器；9_信號(hào)調(diào)理模塊；10-DAC模塊；11_編碼器和計(jì)數(shù)器模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，該方法所使用的裝置如附圖所示，包括上位機(jī)1、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、伺服電機(jī)3、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器4、磁粉制動(dòng)器5、磁粉離合器6、慣量塊7、功率放大器8、信號(hào)調(diào)理模塊9、DAC模塊10、編碼器和計(jì)數(shù)器模塊11。其中，上位機(jī)1、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器4、信號(hào)調(diào)理模塊9、DAC模塊10、編碼器和計(jì)數(shù)器模塊11組成信號(hào)采集處理模塊；伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、伺服電機(jī)3組成被測(cè)電機(jī)模塊；磁粉制動(dòng)器5、磁粉離合器6、慣量塊7、功率放大器8組成模擬載荷模塊。伺服電機(jī)3、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器4、磁粉制動(dòng)器5、磁粉離合器6共同放置在測(cè)試平臺(tái)上，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器4設(shè)置在伺服電機(jī)3和磁粉制動(dòng)器5之間，伺服電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器4的轉(zhuǎn)軸之間用聯(lián)軸器連接，磁粉制動(dòng)器5的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器4的轉(zhuǎn)軸之間用聯(lián)軸器連接，磁粉離合器6的轉(zhuǎn)軸與磁粉制動(dòng)器5的轉(zhuǎn)軸之間用聯(lián)軸器連接，慣量塊7通過(guò)鍵安裝在磁粉離合器5的轉(zhuǎn)軸上。
[0019]—種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法的具體步驟為:
[0020]用戶通過(guò)所述上位機(jī)I向DAC模塊10發(fā)送變負(fù)載操作指令，所述DAC模塊10將輸入的變負(fù)載操作指令信號(hào)變換成模擬控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊9，所述模擬控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊9調(diào)理后輸出到功率放大器8，所述功率放大器8將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)大小的激磁電流，并輸出至磁粉制動(dòng)器5，所述磁粉制動(dòng)器5根據(jù)輸入的激磁電流的大小產(chǎn)生不同的輸出轉(zhuǎn)矩，并將產(chǎn)生的不同輸出轉(zhuǎn)矩作為不同類型負(fù)載載荷加載到伺服電機(jī)3。
[0021]—種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法的具體步驟為:
[0022]用戶通過(guò)所述上位機(jī)I向DAC模塊10發(fā)送變慣量操作指令，所述DAC模塊10將輸入的變負(fù)載操作指令信號(hào)變換成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊9，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊9調(diào)理后輸出到功率放大器8，所述功率放大器8將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)周期、占空比的激磁電流，并輸出至磁粉離合器6，改變所述磁粉離合器6的激磁線圈的“失電”和“得電”狀態(tài)來(lái)改變磁粉離合器6的“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)靈活地改變加載到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小。
[0023]本發(fā)明所述的一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，可實(shí)現(xiàn)的加載方式分為突變加載方式和非突變加載方式。其中加載方式又分為突變加載方式和非突變加載方式，卸載方式又分為突變卸載方式和非突變卸載方式；無(wú)論系統(tǒng)處于何種加載方式或卸載方式下，均可實(shí)現(xiàn)加慣量方式工作或卸慣量方式工作。
[0024]當(dāng)用戶加載方式為突變加載時(shí)，應(yīng)使DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u等于模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut，模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t等于模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T。
[0025]假定所用裝置模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值仏為5V，則模擬控制信號(hào)的變化量值△ u也設(shè)為5V，假定所用裝置模擬控制信號(hào)的變化量值△ u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值△ t為30毫秒，則模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T也為30毫秒，即模擬控制信號(hào)將在一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度值30毫秒內(nèi)達(dá)到其目標(biāo)值Ut。
[0026]當(dāng)用戶加載方式為非突變加載時(shí)，應(yīng)使DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut=h Au，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T = k2At，其中kp匕為系數(shù)，kpk2具體值可依具體需求確定，Au為模擬控制信號(hào)的變化量值，At為模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值。
[0027]假定所用裝置模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut*12V，設(shè)定模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u設(shè)為0.5V，則待定系數(shù)Ic1= 24，假定所用裝置模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值△ t為50毫秒，則模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T至少為1200毫秒；若用戶調(diào)整模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T大于1200毫秒(如1500毫秒)，則待定系數(shù)k2= 30 ;此外，用戶任能在使用過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut、定模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u、模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ) t、模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T進(jìn)而控制磁粉制動(dòng)器5輸出所需的輸出力矩。
[0028]假定所用裝置模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut*12V，設(shè)定模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u設(shè)為0.5V，則待定系數(shù)h=24，假定所用裝置模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值Δ t為50毫秒，運(yùn)行150毫秒后，此時(shí)刻DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)值為1.5V，同時(shí)用戶將模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut調(diào)整為8V，并調(diào)整模擬控制信號(hào)的變化量值△ u設(shè)為IV，調(diào)整模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t為1000毫秒，則模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T至少為6500毫秒，算得待定系數(shù)k 6.5。
[0029]本發(fā)明所述的一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，可實(shí)現(xiàn)的卸載方式分為突變卸載方式和非突變卸載方式。
[0030]當(dāng)用戶卸載方式為突變卸載時(shí)，應(yīng)使DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut=U。，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T等于Δ t，其中U。為磁粉制動(dòng)器5產(chǎn)生制動(dòng)力矩為O時(shí)對(duì)應(yīng)的模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值，At為模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值。
[0031]假定所用裝置當(dāng)前時(shí)刻DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut= 5V，而磁粉制動(dòng)器5產(chǎn)生制動(dòng)力矩為O時(shí)對(duì)應(yīng)的模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值U。為0V，則DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut= U。= 0V，模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u設(shè)為-5V，假定所用裝置模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ) u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t為30毫秒，則模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T也為30毫秒，即模擬控制信號(hào)將在一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度值30毫秒內(nèi)達(dá)到其目標(biāo)值Ut。
[0032]當(dāng)用戶卸載方式為非突變卸載時(shí)，應(yīng)使DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut=U0= k3Au，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T = k4At，其中k3、1^4為系數(shù)，k3、k4具體值可依具體需求確定，Au為模擬控制信號(hào)的變化量值，At為模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值，U。為磁粉制動(dòng)器5產(chǎn)生制動(dòng)力矩為O時(shí)對(duì)應(yīng)的模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值。
[0033]假定所用裝置當(dāng)前時(shí)刻DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut= 5V，而磁粉制動(dòng)器5產(chǎn)生制動(dòng)力矩為O時(shí)對(duì)應(yīng)的模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值U。為OV，DAC模塊10輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut=U0= 0V,設(shè)定模擬控制信號(hào)的變化量值△ u設(shè)為-0.5V，則待定系數(shù)k3= 10，假定所用裝置模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t為500毫秒，則模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T至少為5000毫秒；若設(shè)定模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T大于5000毫秒(如8250毫秒)，則待定系數(shù) k4= 16.5。
[0034]無(wú)論當(dāng)前系統(tǒng)處于何種加載方式或卸載方式下，當(dāng)用戶需加慣量方式工作時(shí)(此處假定所需加慣量方式的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值為3600秒，作用量占空比值為0.5)，應(yīng)使DAC模塊10輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts = 3600秒，作用量占空比值N =
0.6，當(dāng)DAC模塊輸出該開(kāi)關(guān)控制信號(hào)時(shí)，磁粉離合器6首先“結(jié)合” 3600*0.6 = 2160秒，隨后再“分離”3600* (1-0.6) = 1440秒；當(dāng)用戶以卸慣量方式工作時(shí)(此處假定卸慣量方式的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值為500秒)，應(yīng)使DAC模塊10輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts = 500秒，作用量占空比值N = 0，當(dāng)DAC模塊輸出該開(kāi)關(guān)控制信號(hào)時(shí)，磁粉離合器6 “分離”500秒。當(dāng)用戶使DAC模塊10輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts = 4000秒，作用量占空比值N = 0.7，當(dāng)DAC模塊輸出該開(kāi)關(guān)控制信號(hào)時(shí)，磁粉離合器6首先“結(jié)合”，若運(yùn)行500秒后用戶調(diào)整DAC模塊10輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts =300秒，作用量占空比值N = 0.5,DAC模塊立即輸出該開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，磁粉離合器6將首先“結(jié)合”300*0.5 = 150 秒，隨后再“分離”3600* (1-0.5) = 150 秒。
[0035]在此說(shuō)明書(shū)中，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施例，還可以做出各種修改、變換和變形。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)該被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，該方法所使用的裝置至少由信號(hào)采集處理控制模塊、被測(cè)電機(jī)模塊、模擬載荷模塊所組成； 所述信號(hào)采集處理控制模塊由上位機(jī)(I)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(4)、信號(hào)調(diào)理模塊(9)、DAC模塊(10)、編碼器和計(jì)數(shù)器模塊(11)所組成； 所述被測(cè)電機(jī)模塊由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(2)、伺服電機(jī)(3)所組成； 所述模擬載荷模塊由磁粉制動(dòng)器(5)、磁粉離合器￠)、慣量塊(7)、功率放大器(8)所組成； 所述伺服電機(jī)(3)與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器(4)、磁粉制動(dòng)器(5)、磁粉離合器￠)、慣量塊(7)依次機(jī)械連接； 其特征在于:一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法的具體步驟為: 用戶通過(guò)所述上位機(jī)(I)向DAC模塊(10)發(fā)送變負(fù)載操作指令，所述DAC模塊(10)將輸入的變負(fù)載操作指令信號(hào)變換成模擬控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊(9)，所述模擬控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊(9)調(diào)理后輸出到功率放大器(8)，所述功率放大器(8)將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)大小的激磁電流，并輸出至磁粉制動(dòng)器(5)，所述磁粉制動(dòng)器(5)根據(jù)輸入的激磁電流的大小產(chǎn)生不同的輸出轉(zhuǎn)矩，并將產(chǎn)生的不同輸出轉(zhuǎn)矩作為不同類型負(fù)載載荷加載到伺服電機(jī)⑶； 所述DAC模塊(10)輸出的模擬控制信號(hào)至少包括:變化量值A(chǔ)u、目標(biāo)值Ut、變化量值A(chǔ)u作用的單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t和到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T ;用戶通過(guò)上位機(jī)(I)調(diào)整所述DAC模塊(10)輸出的模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u、目標(biāo)值Ut、變化量值A(chǔ)u作用的單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t和到達(dá)目標(biāo)值Ut所需時(shí)間的最小值T，實(shí)現(xiàn)控制磁粉制動(dòng)器(5)的輸出轉(zhuǎn)矩值大小，所述輸出轉(zhuǎn)矩值的大小是隨時(shí)間做任意變化； 根據(jù)所述上位機(jī)(I)發(fā)送變負(fù)載操作指令的不同，通過(guò)變負(fù)載控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)(3)的不同加載方式和卸載方式； 其特征還在于:一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法的具體步驟為: 用戶通過(guò)所述上位機(jī)(I)向DAC模塊(10)發(fā)送變慣量操作指令，所述DAC模塊(10)將輸入的變負(fù)載操作指令信號(hào)變換成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)而后輸出到信號(hào)調(diào)理模塊(9)，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊(9)調(diào)理后輸出到功率放大器(8)，所述功率放大器(8)將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)周期、占空比的激磁電流，并輸出至磁粉離合器￠)，改變所述磁粉離合器(6)的激磁線圈的“失電”和“得電”狀態(tài)來(lái)改變磁粉離合器(6)的“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)靈活地改變加載到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大??； 所述DAC模塊(10)輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)至少包括:作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts，作用量占空比值N;用戶通過(guò)上位機(jī)⑴調(diào)整所述DAC模塊(10)輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts，作用量占空比值N，實(shí)現(xiàn)控制磁粉離合器(6)的“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)，所述“分離”和“結(jié)合”的狀態(tài)是隨時(shí)間做任意變化； 根據(jù)所述上位機(jī)(I)發(fā)送變慣量操作指令的不同，通過(guò)變慣量控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)(3)的不同加慣量方式和卸慣量方式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，其特征在于，所述加載方式分為突變加載方式和非突變加載方式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，其特征在于，所述卸載方式分為突變卸載方式和非突變卸載方式。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述突變加載方式，其特征在于，DAC模塊(10)輸出的模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ) u等于模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T等于模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值A(chǔ)t。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述非突變加載方式，其特征在于，DAC模塊(10)輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut= k: Δ u，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T = k 2 Δ t，其中kn匕為系數(shù)，k n k2具體值可依具體需求確定，△ u為模擬控制信號(hào)的變化量值，△ t為模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述突變卸載方式，其特征在于，DAC模塊(10)輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut= U。，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T等于Δ t，其中U。為磁粉制動(dòng)器(5)產(chǎn)生制動(dòng)力矩為O時(shí)對(duì)應(yīng)的模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值，At為模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ)u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述非突變卸載方式，其特征在于，DAC模塊(10)輸出模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值Ut= U。= k 3 Δ u，模擬控制信號(hào)的到達(dá)目標(biāo)值仏所需時(shí)間的最小值T = k 4 Δ t，其中k3、k4為系數(shù)，k3、k4具體值可依具體需求確定，Au為模擬控制信號(hào)的變化量值，At為模擬控制信號(hào)的變化量值A(chǔ) u作用單位時(shí)間長(zhǎng)度值，U。為磁粉制動(dòng)器(5)產(chǎn)生制動(dòng)力矩為O時(shí)對(duì)應(yīng)的模擬控制信號(hào)的目標(biāo)值。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)處于所述加慣量方式時(shí)，磁粉離合器(6)在每個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts內(nèi)處于“結(jié)合”狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)度值Tsc = Ts*N，其中N為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用量占空比值，N取值可以為大于O且小于等于I的任意數(shù)值，Ts值為大于O的任意數(shù)值，具體值可依具體需求確定。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服電機(jī)測(cè)試平臺(tái)變負(fù)載變慣量控制方法，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)處于所述卸慣量方式時(shí)，磁粉離合器(6)在每個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用周期時(shí)間長(zhǎng)度值Ts內(nèi)處于“結(jié)合”狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)度值Tsc = Ts*N，其中N為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的作用量占空比值，N = 0，Ts值為大于O的任意數(shù)值，具體值可依具體需求確定。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK105891713SQ201410758039
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日
【發(fā)明人】潘海鴻, 林偉龍, 陳琳, 黃炳瓊
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)