[发明专利]伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置

权利要求书

1.一种伺服系统机械参数辨识方法，其特征在于，包括：

对伺服电机的角加速度进行多次改变；

采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息；

根据所述伺服电机的所述角度位置信息、所述角速度信息和所述电流信息获取预设采样长度下的多组角度位置变化值、角速度变化值及累积转矩冲量值；

根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面；

根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数；

所述根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面的步骤包括：分别以角度位置变化、角速度变化及累积转矩冲量为坐标轴，将所述多组角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值定义为空间内的多个坐标点，并利用所述多个坐标点拟合所述伺服电机的机械特性平面；

所述机械参数包括转动惯量和粘滞摩擦系数；

所述根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：

确定所述机械特性平面与第一平面形成的第一交线，其中，所述第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；

根据所述第一交线的斜率确定所述转动惯量；

确定所述机械特性平面与第二平面形成的第二交线，其中，所述第二平面是角度位置变化和所述累积转矩冲量坐标轴定义的平面；

根据所述第二交线的斜率确定所述粘滞摩擦系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对伺服电机的角加速度进行多次改变的步骤，包括：

改变所述伺服电机的角加速度和角急动度，使所述伺服电机的角度位置由零变化至指定角度，且使所述伺服电机的角速度由零逐渐增加，最后再逐渐降低为零。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述机械特性平面包括正转机械特性平面和反转机械特性平面；

所述利用所述多个坐标点拟合所述伺服电机的机械特性平面的步骤包括：

利用所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的正转机械特性平面；以及

利用所述伺服电机反向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的反转机械特性平面。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述机械参数包括转动惯量、粘滞摩擦系数、偏载重力矩和动摩擦力矩；

所述根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：

确定所述正转机械特性平面与第一平面形成的第一交线，以及所述反转机械特性平面与所述第一平面形成的第三交线，其中，所述第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；

根据所述第一交线的斜率及所述第三交线的斜率的平均值确定所述转动惯量；

根据所述第一交线在所述累积转矩冲量坐标轴上的截距与所述第三交线在所述累积转矩冲量坐标轴上的截距的平均值确定所述偏载重力矩的冲量累积值，进而结合所述预设采样长度确定所述偏载重力矩；

根据所述第一交线在所述累积转矩坐标轴上的截距与所述第三交线在所述累积转矩坐标轴上的截距的差值的一半确定动摩擦力矩的冲量累积值，进而结合所述预设采样长度确定所述动摩擦力矩；

确定所述正转机械特性平面与第二平面形成的第二交线，以及所述反转机械特性平面与所述第二平面形成的第四交线，其中，所述第二平面是所述角度位置变化坐标轴定义和所述累积转矩冲量坐标轴定义的平面；

根据所述第二交线的斜率及所述第四交线的斜率的平均值确定所述粘滞摩擦系数。