坐標(biāo)為慣量倍率碼，每個折合大約為1.3 · 10一 4kg · m2,縱坐標(biāo)為慣量值，單位為kg · m2。
[0111] 本發(fā)明中的方法不需要單獨(dú)辨識負(fù)載慣量或負(fù)載轉(zhuǎn)矩來辨識系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量，而是 將負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量看作一個量，結(jié)合系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的辨識。 此方法實(shí)現(xiàn)簡單，操作方便，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，辨識出來的精度高，相對與人工慣量整定， 大大降低了對操作人員的專業(yè)要求，提高了伺服系統(tǒng)的智能化水平，推動了伺服系統(tǒng)的普 及應(yīng)用。
[0112] 本發(fā)明還提供了一種伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識裝置，其與上述的辨識方法相對應(yīng)， 因此，與上述辨識方法重復(fù)之處，在此不再贅述。
[0113] 請參考圖6,在一個實(shí)施例中，該辨識裝置包括:控制模塊，用于通過速度發(fā)生器1 控制伺服電機(jī)2按預(yù)定的速度曲線運(yùn)行;轉(zhuǎn)矩獲取模塊，用于實(shí)時獲取所述伺服電機(jī)2與所 述速度曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩參數(shù);一級窗口確定模塊，用于在所述速度發(fā)生器1的加減速基帶信 號的寬度范圍內(nèi)確定用于提取有用轉(zhuǎn)矩信號的一級窗口；第一轉(zhuǎn)矩提取模塊，用于根據(jù)所 述一級窗口提取所述第一轉(zhuǎn)矩信號；第二轉(zhuǎn)矩提取模塊，用于利用二級窗口傳遞函數(shù)對所 述第一轉(zhuǎn)矩信號處理后得到第二轉(zhuǎn)矩信號;辨識模塊，用于根據(jù)所述速度曲線的一個周期 內(nèi)的兩次恒定加速度的變化過程所對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)矩，辨識出所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量。
[0114] 優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動慣量根據(jù)下式進(jìn)行辨識：
[0116] J為轉(zhuǎn)動慣量，單位kg· m2;
[0117] Kt為等效轉(zhuǎn)矩系數(shù)，單位N · m;
[0118] Tc為電流采樣周期，單位s;
[0119] xT是加速度慣量辨識的時間起點(diǎn)，單位S;
[0120] (x+1)T是加速度慣量辨識的時間終點(diǎn)，單位s;
[0121] yT是減速度慣量辨識的時間起點(diǎn)，單位S;
[0122] (y+l)T是減速度慣量辨識的時間終點(diǎn)，單位s;
[0123] iqxT(n)是第η次(xT，（x+l)T)加速階段伺服電機(jī)的等效q軸電流，單位A;
[0124] iqyT(n)為第η次(yT，（y+l)T)減速階段伺服電機(jī)的等效q軸電流，單位A;
[0125] N為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位rpm;
[0126] n0為計算伺服電機(jī)的等效q軸電流次數(shù)的初始化值。
[0127] 優(yōu)選地，所述裝置還包括:第一平均轉(zhuǎn)動慣量計算模塊，用于根據(jù)從所述一個周期 內(nèi)獲得的多個所述轉(zhuǎn)動慣量得到該周期的第一平均轉(zhuǎn)動慣量。
[0128] 優(yōu)選地，所述裝置還包括:第一平均轉(zhuǎn)動慣量計算模塊，用于根據(jù)多個連續(xù)周期內(nèi) 的第一平均轉(zhuǎn)動慣量得到第二平均轉(zhuǎn)動慣量。
[0129] 本發(fā)明針對【背景技術(shù)】中指出的缺點(diǎn)，在不同負(fù)載和慣量比條件下，選用不同的速 度發(fā)生器生成特定的加減速波形。根據(jù)電機(jī)的運(yùn)動方程式，通過多次相差，抵消了摩擦力變 化以及粘滯阻力對辨識精度的影響，提高了轉(zhuǎn)動慣量的辨識的精度。并利用二級窗口處理 低速和高速時反饋轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩震蕩引起的辨識誤差問題和多次運(yùn)用平均值濾波處理方法， 進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)動慣量的辨識的精度。
[0130] 當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，包括： 通過速度發(fā)生器(1)控制伺服電機(jī)(2)按預(yù)定的速度曲線運(yùn)行； 實(shí)時獲取所述伺服電機(jī)(2)與所述速度曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩參數(shù)； 在所述速度發(fā)生器（1)的加減速基帶信號的寬度范圍內(nèi)確定用于提取有用轉(zhuǎn)矩信號的 一級窗口； 根據(jù)所述一級窗口提取所述第一轉(zhuǎn)矩信號； 利用二級窗口傳遞函數(shù)對所述第一轉(zhuǎn)矩信號處理后得到第二轉(zhuǎn)矩信號； 根據(jù)所述速度曲線的一個周期內(nèi)的兩次恒定加速度的變化過程所對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)矩，辨 識出所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動慣量根據(jù) 下式進(jìn)行辨識： _0+輕 經(jīng) _6QKt7 Y · / \ Υ · /、ι 4_/V [ lgxAn)- lqyl (W)l 4/τΛ Λτ \·τ Tc Tc J為轉(zhuǎn)動慣量，單位kg· m2; Kt為等效轉(zhuǎn)矩系數(shù)，單位N · m; T。為電流采樣周期，單位s; xT是加速度慣量辨識的時間起點(diǎn)，單位s; (x+1 )T是加速度慣量辨識的時間終點(diǎn)，單位s; yT是減速度慣量辨識的時間起點(diǎn)，單位s; (y+1 )T是減速度慣量辨識的時間終點(diǎn)，單位s; iqXT(η)是第η次(xT，（ x+1) T)加速階段伺服電機(jī)的等效q軸電流，單位A; iqyT(η)為第η次(yT，（y+1)T)減速階段伺服電機(jī)的等效q軸電流，單位A; N為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位rpm; nO為計算伺服電機(jī)的等效q軸電流次數(shù)的初始化值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述方法還包括： 從所述一個周期內(nèi)獲得多個所述轉(zhuǎn)動慣量； 根據(jù)所述多個轉(zhuǎn)動慣量得到該周期的第一平均轉(zhuǎn)動慣量。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述方法還包括根 據(jù)多個連續(xù)周期內(nèi)的第一平均轉(zhuǎn)動慣量得到第二平均轉(zhuǎn)動慣量。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述速度曲線包括 多個不同加速度的加速階段和/或減速階段。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述兩次恒定加速 度的變化過程中的加速度不同。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述方法還包括： 從所述速度發(fā)生器（1)的多種預(yù)存速度曲線生成模式中進(jìn)行選擇和設(shè)置，以得到所述預(yù)定 的速度曲線。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于，所述多種預(yù)存速度 曲線生成模式包括正轉(zhuǎn)周期模式、反轉(zhuǎn)周期模式、正轉(zhuǎn)周期加反轉(zhuǎn)周期模式、以及反轉(zhuǎn)周期 加正轉(zhuǎn)周期模式。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，其特征在于， 所述多種預(yù)存速度曲線生成模式均包括多級加速和多級減速； 根據(jù)負(fù)載特性對選定的所述預(yù)存速度曲線生成模式的幅值、和/或頻率、和/或循環(huán)周 期個數(shù)、和/或勻速時間、和/或加減速時間設(shè)置后得到所述預(yù)定的速度曲線。10. -種伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識裝置，其特征在于，包括： 控制模塊，用于通過速度發(fā)生器(1)控制伺服電機(jī)(2)按預(yù)定的速度曲線運(yùn)行； 轉(zhuǎn)矩獲取模塊，用于實(shí)時獲取所述伺服電機(jī)(2)與所述速度曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩參數(shù)； 一級窗口確定模塊，用于在所述速度發(fā)生器（1)的加減速基帶信號的寬度范圍內(nèi)確定 用于提取有用轉(zhuǎn)矩信號的一級窗口； 第一轉(zhuǎn)矩提取模塊，用于根據(jù)所述一級窗口提取所述第一轉(zhuǎn)矩信號； 第二轉(zhuǎn)矩提取模塊，用于利用二級窗口傳遞函數(shù)對所述第一轉(zhuǎn)矩信號處理后得到第二 轉(zhuǎn)矩信號； 辨識模塊，用于根據(jù)所述速度曲線的一個周期內(nèi)的兩次恒定加速度的變化過程所對應(yīng) 的第二轉(zhuǎn)矩，辨識出所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動慣量根 據(jù)下式進(jìn)行辨識： 判0+· 哼^^ Σ '加-Σ U㈨1 47TiV χτ yT η=.η0.+.^. η=πα+~- J為轉(zhuǎn)動慣量，單位kg· m2; Kt為等效轉(zhuǎn)矩系數(shù)，單位N · m; T。為電流采樣周期，單位s; xT是加速度慣量辨識的時間起點(diǎn)，單位s; (x+1 )T是加速度慣量辨識的時間終點(diǎn)，單位s; yT是減速度慣量辨識的時間起點(diǎn)，單位s; (y+1 )T是減速度慣量辨識的時間終點(diǎn)，單位s; iqXT(η)是第η次(xT，（ x+1) T)加速階段伺服電機(jī)的等效q軸電流，單位A; iqyT(η)為第η次(yT，（y+1)T)減速階段伺服電機(jī)的等效q軸電流，單位A; N為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位rpm; n0為計算伺服電機(jī)的等效q軸電流次數(shù)的初始化值。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識裝置，其特征在于，所述裝置還包 括： 第一平均轉(zhuǎn)動慣量計算模塊，用于根據(jù)從所述一個周期內(nèi)獲得的多個所述轉(zhuǎn)動慣量得 到該周期的第一平均轉(zhuǎn)動慣量。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識裝置，其特征在于，所述裝置還包 括： 第一平均轉(zhuǎn)動慣量計算模塊，用于根據(jù)多個連續(xù)周期內(nèi)的第一平均轉(zhuǎn)動慣量得到第二 平均轉(zhuǎn)動慣量。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識方法和裝置。該方法包括：通過速度發(fā)生器控制伺服電機(jī)按預(yù)定的速度曲線運(yùn)行；實(shí)時獲取所述伺服電機(jī)與所述速度曲線對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩參數(shù)；在所述速度發(fā)生器的加減速基帶信號的寬度范圍內(nèi)確定用于提取有用轉(zhuǎn)矩信號的一級窗口；根據(jù)所述一級窗口提取所述第一轉(zhuǎn)矩信號；利用二級窗口傳遞函數(shù)對所述第一轉(zhuǎn)矩信號處理后得到第二轉(zhuǎn)矩信號；根據(jù)所述速度曲線的一個周期內(nèi)的兩次恒定加速度的變化過程所對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)矩，辨識出所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量。通過本發(fā)明中的一級窗口和二級窗口，利用二級“窗口”濾波處理低速、高速、強(qiáng)磁干擾時反饋轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩震蕩引起的辨識誤差問題。
【IPC分類】H02P23/14
【公開號】CN105471353
【申請?zhí)枴緾N201510828784
【發(fā)明人】韓東, 方小斌, 李吉成, 余棟
【申請人】珠海格力電器股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月24日