[发明专利]一种超声电机多参量快速测控装置及测控方法

说明书

本发明公开了一种超声电机多参量快速测控装置及测控方法，其主要技术特征是：它包括电动缸1、环形套筒3、压力传感器4、温度采集装置5、超声电机6、回转轴8、转矩传感器9、角度编码器11、联轴器12、力矩电机14、直流伺服驱动器15、基座16、交流伺服驱动器17、驱动采集电路18、高频测控模块19、测控处理器20等，可在测试过程中实时改变两相激励电压的幅值、频率、相位差、预压力、负载转矩等6项参数，同时测量和解算超声电机输出轴角速度、角位置、定子界面温度、轴向压力等13项参数，本发明提出的多参量快速测控装置和方法可满足超声电机的全面快速测试需求，它具有检测参数多、测控精度高、测试效率高、自动化程度高等优点。

技术领域

本发明涉及超声电机参数控制及性能测试技术领域，特别涉及一种超声电机多参量快速测控装置，以及运用该测控装置实现对超声电机进行多参量快速测控的方法。

背景技术

超声电机采用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动原理，通过定子与转子之间的摩擦，将定子的微观振动转化为转子的宏观振动，具有低速大扭矩、无电磁噪声、断电自锁等传统电磁电机所不具备的特性。但超声电机通过超声频段的压电振子运动进行能量传递和转换，内外部的传感信号(角速度、角位置、输入电压、输入电流、界面温度、轴向压力、输出转矩等)呈现高低频混叠、动态变化、规律复杂等特点；同时由于超声电机呈现容性负载特征，阻抗、阻抗角、有功功率、无功功率以及机械效率也是分析压电陶瓷动态特性和电机的伺服驱动能力的基础；另一方面，超声电机是典型的多参数驱动伺服部件，控制参数主要包括两相电压幅值、频率、相位差等，工作参数主要包括预压力、负载转矩等。从国内目前的现有技术来看，公开号为CN103278770A和CN203231849U的专利公开了超声电机性能综合测试装置及其测试方法，它利用垂直布置的预压力装置进行加载，没有相应的力传感检测装置，其预压力无法精准在线调节，且测试上只是通过电容表和电感表对压电陶瓷电学特性进行测量，并通过与力矩的对应关系实现力矩测量，精度和实时性受限，机械特性测试不准；专利号为101266178的中国专利公开了一种“超声电机通用测试装置”，该装置的重点在于编码器组件的实现，在测试参数及控制参数上存在明显不足；授权公告号为CN103472395A的发明专利公开了一种开放式预压力可控的行波超声电机负载特性测试装置，该装置虽能精确调节预压力、测试负载特性，但不具备快速调节输入信号参数的功能，也不能测试温度等因素对电机性能的影响；授权公开号为CN105509812A的发明专利公开了一种超声电机性能测试装置，它通过砝码实现加载，负载转矩变换不灵活，对温度、电压电流等其他关键参数也没有覆盖。上述专利都只针对目前商用的推挽驱动电路进行占空比调节，只能改变激励电压的频率值，无法对幅值和相位差实现灵活自主调控，严重制约了不同参数下对电机性能的分析与控制。

为解决现有技术的不足，解决超声电机控制参数多，待测待算量复杂等问题，我们提出了一种超声电机多参量快速测控装置及测控方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种超声电机多参量快速测控装置，以及运用该测控装置对超声电机进行多参量快速测控的测控方法，它采用整体化设计和组合方式，可实现实时高效地对超声电机的控制参数、工作参数进行调整，并准确分析和评估超声电机的综合性能，其涵盖参数多，检测精度高，软硬件实时性强，自动化程度高。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种超声电机多参量快速测控装置，它包括：电动缸、安装架Ⅰ、环形套筒、压力传感器、温度采集装置、超声电机、安装架Ⅱ、回转轴、转矩传感器、安装架Ⅲ、角度编码器、联轴器、安装架Ⅳ、力矩电机、直流伺服驱动器、基座、交流伺服驱动器、驱动采集电路、高频测控模块、测控处理器；

所述安装架Ⅰ、安装架Ⅱ、安装架Ⅲ、安装架Ⅳ成一直线依次分立贴合安装于基座上；