[发明专利]一种基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法

权利要求书

1.一种基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，上位机通过CAN总线与转速环电机控制器连接，传递扭矩和转速指令；转速环电机控制器通过三相线连接至转速环电机，三相线上安装有开关；转速环电机输出轴安装有扭矩传感器和转速传感器，所述调试方法包括步骤：

S1、测量转速环电机转动惯量J；

S2、根据转速环电机转动惯量，计算PI调节环节的比例系数，将摩擦阻力-转速曲线离散化处理，形成转速-摩擦阻力的一维表T_lookup(ω)；

计算PI调节环节的比例系数的公式为：其中Δt为转速环软件任务周期，k为范围0～1的实数；

S3、根据转速环电机输出扭矩的计算公式，和转速-摩擦阻力的一维表T_lookup(ω)，标定PI调节环节的积分系数。

2.根据权利要求1所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，测量转速环电机转动惯量的方法为：

首先，操作上位机发送扭矩指令T至转速环电机控制器，转速环电机控制器控制转速环电机输出扭矩，使得转速环电机转速增加到ω₁；然后断开转速环电机与控制器连接三相线上的开关，使得转速环电机在摩擦阻力的作用下自由停止；记录转速环电机转速由ω₁降低至0的整个过程的传感器扭矩值、转速值及时间，绘制为扭矩-转速曲线和转速-时间曲线；

其次，在扭矩-转速曲线和转速-时间曲线上选取转速ω₂和ω₃计算平均转动惯量J，计算过程为：

(1)根据扭矩-转速曲线计算得到转速ω₂和ω₃分别对应的阻力值T₂和T₃；

(2)根据转速-时间曲线计算得到转速ω₂和ω₃分别对应的加速度值a₂和a₃；

(3)计算转速ω₂和ω₃下的转动惯量：J₂＝-T₂/a₂，J₃＝-T₃/a₃；

(4)计算平均转动惯量J＝(J₂+J₃)/2。

3.根据权利要求2所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S2中，摩擦阻力曲线按照转速步长Δω进行离散化处理，形成转速-摩擦阻力的一维查表T_lookup(ω)。

4.根据权利要求3所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S3中，标定PI调节环节的积分系数的方法为：

将转速环电机控制器的软件控制模式切换至转速模式，转速环电机输出扭矩的计算公式为：

其中，T_lookup为根据转速环电机当前实际转速查询转速-摩擦阻力一维表T_lookup(ω)得出的摩擦阻力；T^*为转速环电机实际负载扭矩的估计值，为PI环节调节出的扭矩项；

根据转速环的转矩响应时间和转速稳定误差标定积分系数K_i。

5.根据权利要求2所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，上位机发送的扭矩指令T根据电机不同进行标定确定，扭矩范围为2～10Nm，转速ω₁、ω₂和ω₃根据电机不同进行标定确定。

6.根据权利要求2所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，在扭矩-转速曲线和转速-时间曲线上选取n个转速点，n＞2，共计算得到n个转动惯量，在n个转动惯量累加后取平均得到平均转动惯量J。