电机的工况模拟系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种电机的工况模拟系统和方法。所述系统包括：待测电机驱动器、模拟外力控制信号产生装置以及模拟外力输出装置；待测电机驱动器，与待测电机的驱动信号输入端相连，用于驱动待测电机工作；模拟外力控制信号产生装置，与模拟外力输出装置相连，用于获取模拟外力控制参数，并根据模拟外力控制参数，生成模拟外力控制信号发送至模拟外力输出装置；模拟外力输出装置，与待测电机的输出轴相连，用于根据模拟外力控制信号，生成匹配的模拟外力施加于待测电机之上，以实现对工作中的待测电机的工况进行模拟。本发明专利技术实施例的技术方案实现了对伺服电机的重力和摩擦力工况进行连续且精确的模拟。

Simulation system and method of motor working condition

The embodiment of the invention discloses a motor working condition simulation system and method. The system includes the motor driver, the analog external force control signal generating device and the analog external force output device, and the motor driver to be measured is connected to the input terminal of the driving signal of the motor to be measured, and is used to drive the work of the motor to be measured, and the simulation external force control signal generator is connected with the analog external force output device. The simulation external force control parameters are obtained, and the analog external force control signals are generated to the analog external force output device according to the simulated external force control parameters. The simulated external force output device is connected with the output axis of the motor to be measured, and the simulated external force is used to generate the matched analog external force on the motor to be measured. In order to simulate the working condition of the motor to be tested. The technical proposal of the embodiment of the invention realizes the continuous and accurate simulation of the gravity and friction conditions of the servo motor.

【技术实现步骤摘要】
电机的工况模拟系统和方法
本专利技术实施例涉及电机测试
，尤其涉及一种电机的工况模拟系统和方法。
技术介绍
伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。由于在工作过程中重力和摩擦力的存在，会对伺服电机的工作输出产生影响，因此伺服电机一般都具有重力和摩擦力的补偿功能以稳定输出。现有技术中在对伺服电机的重力和摩擦力补偿性能的测试过程中，通常会建立对应的机械结构模拟伺服悬挂重物(重力)或者伺服拖动具有粘滞阻尼(摩擦力)的工况。如图1所示为现有技术中对伺服电机的工况进行模拟的系统，其中，模拟工装用于对重力和摩擦力进行模拟，并通过联轴器将模拟的重力或摩擦力加载至伺服电机的输出轴。如图2所示为图1中的模拟工装的示例图，其中，图2中左侧为重力模拟工装，可以通过更换不同质量的重物来模拟不同的重力，图2中右侧为摩擦力模拟工装，可以通过调节旋紧压力来调节摩擦片与圆盘之间的摩擦力。图2中所示的重力模拟工装和摩擦力模拟工装的精度较低，且不能实现对重力和摩擦力的连续调整，矫正与维护费时费力，特别是摩擦力还会随温度、湿度与室内灰尘的变化而变化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种电机的工况模拟系统和方法，以解决现有的电机的工况模拟系统中，重力模拟装置和摩擦力模拟装置精度较低，且不能实现对重力和摩擦力进行连续调整的技术缺陷。在第一方面，本专利技术实施例提供了一种电机的工况模拟系统，包括：待测电机驱动器、模拟外力控制信号产生装置以及模拟外力输出装置；所述待测电机驱动器，与待测电机的驱动信号输入端相连，用于驱动所述待测电机工作；所述模拟外力控制信号产生装置，与所述模拟外力输出装置相连，用于获取模拟外力控制参数，并根据所述模拟外力控制参数，生成模拟外力控制信号发送至所述模拟外力输出装置，所述模拟外力控制参数包括：摩擦力控制参数，和/或重力控制参数；所述模拟外力输出装置，与所述待测电机的输出轴相连，用于根据所述模拟外力控制信号，生成匹配的模拟外力施加于所述待测电机之上，以实现对工作中的所述待测电机的工况进行模拟。在上述系统中，优选的是，所述模拟外力输出装置包括：负载电机和负载电机驱动器，所述负载电机驱动器的供电输出端和控制信号输出端分别与所述负载电机的供电输入端和控制信号输入端相连，所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴相连，所述负载电机驱动器与所述模拟外力控制信号产生装置相连；所述模拟外力控制信号产生装置具体用于：获取模拟外力控制参数，根据所述模拟外力控制参数计算外力等效力矩，并将与所述外力等效力矩对应的等效电压发送至所述负载电机驱动器。在上述系统中，优选的是，还包括：转速测量部件，所述转速测量部件的输入端与所述负载电机，和/或所述待测电机相连，所述转速测量部件的输出端与所述模拟外力控制信号产生装置相连；所述转速测量部件，用于测量所述负载电机或所述待测电机的转速，并将测量得到的转速数据发送至所述模拟外力控制信号产生装置；所述模拟外力控制信号产生装置具体用于：获取所述转速测量部件测量的转速数据，并将所述转速数据作为一个所述摩擦力控制参数。在上述系统中，优选的是，还包括：数据处理设备，所述数据处理设备分别与所述转速测量部件、所述模拟外力控制信号产生装置和所述待测电机驱动器相连；所述模拟外力控制信号产生装置，还用于将所述模拟外力控制信号发送至所述数据处理设备；所述转速测量部件，还用于将所述转速数据发送至所述数据处理设备；所述待测电机驱动器，还用于将用于驱动所述待测电机的驱动信号发送至所述数据处理设备；所述数据处理设备，用于根据所述转速数据、所述模拟外力控制信号和所述待测电机的驱动信号，判断所述待测电机是否工作正常。在上述系统中，优选的是，所述转速测量部件为转速传感器；所述转速测量部件的输入端与所述负载电机，和/或所述待测电机相连，包括：所述转速传感器的输入端与所述负载电机，或所述待测电机相连；所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴相连，包括：所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴通过联轴器相连。在上述系统中，优选的是，所述转速测量部件为转矩传感器；所述转速测量部件的输入端与所述负载电机，和/或所述待测电机相连，包括：所述转矩传感器的第一连接端和第二连接端分别与所述负载电机的输出轴和所述待测电机的输出轴相连；所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴相连，包括：所述负载电机的输出轴通过第一联轴器与所述转矩传感器的第一连接端相连，同时所述待测电机的输出轴通过第二联轴器与所述转矩传感器的第二连接端相连。在上述系统中，优选的是，所述模拟外力控制参数包括：模拟负载的质量、模拟重力的方向、设定摩擦系数和设定重力加速度，其中，所述模拟重力的方向为竖直向上或竖直向下；所述获取模拟外力控制参数，根据所述模拟外力控制参数计算外力等效力矩，并将与所述外力等效力矩对应的等效电压发送至所述负载电机驱动器，包括：获取所述模拟负载的质量、所述模拟重力的方向、所述设定摩擦系数、所述设定重力加速度和所述转速数据；根据所述模拟负载的质量、所述模拟重力的方向和所述设定重力加速度计算重力等效力矩；根据所述设定摩擦系数和所述转速数据计算摩擦力等效力矩；根据所述重力等效力矩和所述摩擦力等效力矩计算外力等效力矩，并将所述外力等效力矩对应的等效电压发送至所述负载电机驱动器。在上述系统中，优选的是，所述模拟外力控制信号产生装置包括：微控制单元和数字模拟转换单元；所述微控制单元，用于根据所述模拟外力控制参数计算外力等效力矩；所述数字模拟转换单元，用于将所述外力等效力矩转化为所述等效电压。在第二方面，本专利技术实施例提供了一种电机的工况模拟方法，应用于本专利技术实施例所述的电机的工况模拟系统中，包括：获取模拟外力控制参数；根据所述模拟外力控制参数生成模拟外力控制信号发送至模拟外力输出装置，以使所述模拟外力输出装置根据所述模拟外力控制信号，生成匹配的模拟外力施加于待测电机之上，以实现对工作中的所述待测电机的工况进行模拟，其中，所述模拟外力控制参数包括：摩擦力控制参数，和/或重力控制参数。在上述方法中，优选的是，所述获取模拟外力控制参数，包括：通过转速传感器或转矩传感器获取所述待测电机的转速数据，并将所述转速数据作为一个摩擦力控制参数，同时获取用户输入的其他模拟外力控制参数；所述根据所述模拟外力控制参数生成模拟外力控制信号发送至模拟外力输出装置，包括：根据所述转速数据和所述用户输入的其他模拟外力控制参数生成模拟外力控制信号发送至模拟外力输出装置。在上述方法中，优选的是，所述用户输入的其他模拟外力控制参数包括：模拟负载的质量、模拟重力的方向、设定摩擦系数和设定重力加速度，其中，所述模拟重力的方向为竖直向上或竖直向下；所述根据所述转速数据和所述用户输入的其他模拟外力控制参数生成模拟外力控制信号发送至模拟外力输出装置，包括：根据所述模拟负载的质量、所述模拟重力的方向和所述设定重力加速度计算重力等效力矩；根据所述设定摩擦系数和所述转速数据计算摩擦力等效力矩；根据所述重力等效力矩和所述摩擦力等效力矩计算外力等效力矩，并将所述外力等效力矩对应的等效电压发送至所述模拟外力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机的工况模拟系统，其特征在于，包括：待测电机驱动器、模拟外力控制信号产生装置以及模拟外力输出装置；所述待测电机驱动器，与待测电机的驱动信号输入端相连，用于驱动所述待测电机工作；所述模拟外力控制信号产生装置，与所述模拟外力输出装置相连，用于获取模拟外力控制参数，并根据所述模拟外力控制参数，生成模拟外力控制信号发送至所述模拟外力输出装置，所述模拟外力控制参数包括：摩擦力控制参数，和/或重力控制参数；所述模拟外力输出装置，与所述待测电机的输出轴相连，用于根据所述模拟外力控制信号，生成匹配的模拟外力施加于所述待测电机之上，以实现对工作中的所述待测电机的工况进行模拟。

【技术特征摘要】
1.一种电机的工况模拟系统，其特征在于，包括：待测电机驱动器、模拟外力控制信号产生装置以及模拟外力输出装置；所述待测电机驱动器，与待测电机的驱动信号输入端相连，用于驱动所述待测电机工作；所述模拟外力控制信号产生装置，与所述模拟外力输出装置相连，用于获取模拟外力控制参数，并根据所述模拟外力控制参数，生成模拟外力控制信号发送至所述模拟外力输出装置，所述模拟外力控制参数包括：摩擦力控制参数，和/或重力控制参数；所述模拟外力输出装置，与所述待测电机的输出轴相连，用于根据所述模拟外力控制信号，生成匹配的模拟外力施加于所述待测电机之上，以实现对工作中的所述待测电机的工况进行模拟。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟外力输出装置包括：负载电机和负载电机驱动器，所述负载电机驱动器的供电输出端和控制信号输出端分别与所述负载电机的供电输入端和控制信号输入端相连，所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴相连，所述负载电机驱动器与所述模拟外力控制信号产生装置相连；所述模拟外力控制信号产生装置具体用于：获取模拟外力控制参数，根据所述模拟外力控制参数计算外力等效力矩，并将与所述外力等效力矩对应的等效电压发送至所述负载电机驱动器。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：转速测量部件，所述转速测量部件的输入端与所述负载电机，和/或所述待测电机相连，所述转速测量部件的输出端与所述模拟外力控制信号产生装置相连；所述转速测量部件，用于测量所述负载电机或所述待测电机的转速，并将测量得到的转速数据发送至所述模拟外力控制信号产生装置；所述模拟外力控制信号产生装置具体用于：获取所述转速测量部件测量的转速数据，并将所述转速数据作为一个所述摩擦力控制参数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：数据处理设备，所述数据处理设备分别与所述转速测量部件、所述模拟外力控制信号产生装置和所述待测电机驱动器相连；所述模拟外力控制信号产生装置，还用于将所述模拟外力控制信号发送至所述数据处理设备；所述转速测量部件，还用于将所述转速数据发送至所述数据处理设备；所述待测电机驱动器，还用于将用于驱动所述待测电机的驱动信号发送至所述数据处理设备；所述数据处理设备，用于根据所述转速数据、所述模拟外力控制信号和所述待测电机的驱动信号，判断所述待测电机是否工作正常。5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述转速测量部件为转速传感器；所述转速测量部件的输入端与所述负载电机，和/或所述待测电机相连，包括：所述转速传感器的输入端与所述负载电机，或所述待测电机相连；所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴相连，包括：所述负载电机的输出轴与所述待测电机的输出轴通过联轴器相连。6.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述转速测量部件为转矩传感器；所述转速测量部件的输入端与所述负载电机，和/或所述待测电机相连，包括：所述转矩传感器的第一连接端和第二连接端分别与所述负载电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英华，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44