伺服系统的性能指标检测方法及计算机存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种伺服系统的性能指标检测方法及计算机存储介质。所述伺服系统包括至少一伺服电机，性能指标检测方法包括：在接收到检测指令时，对每个伺服电机依次进行以下测试中的至少两种：阶跃响应测试、抛物线响应测试、闭环频率响应测试和圆度响应测试。本发明专利技术实现了自动对伺服系统中的每个伺服电机进行性能指标测试，减轻了测试人员的负担，大大提高了测试效率。

Performance Index Detection Method of Servo System and Computer Storage Medium

【技术实现步骤摘要】
伺服系统的性能指标检测方法及计算机存储介质
本专利技术涉及数控系统检测维护
，特别涉及一种伺服系统的性能指标检测方法及计算机存储介质。
技术介绍
数控机床已经广泛应用于航空航天、汽车、消费电子等高新技术行业，大大提高了生产效率和加工精度，成为科技进步和技术发展的重要基础。但据统计，每年由于数控系统的故障造成的生产损失达到数千亿人民币，因此关于数控机床的稳定性、性能评估等方面引起国内外的广泛关注和研究。目前，伺服系统中每个伺服电机的伺服参数的各项性能指标只能单项进行测试、调节，且需专业调试人员调试，调试耗时过长，效率低。且测试结果输出的性能指标表达单一不直观，非专业调试人员根据测试得到的性能指标无法评估伺服性能，不利于系统的维护和故障诊断。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中伺服参数的各项性能指标只能单项进行测试，效率低的缺陷，提供一种伺服系统的性能指标检测方法及计算机存储介质。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种伺服系统的性能指标检测方法，所述伺服系统包括至少一伺服电机，其特点在于，在接收到检测指令时，对每个伺服电机依次进行以下测试中的至少两种：阶跃响应测试、抛物线响应测试、闭环频率响应测试和圆度响应测试。较佳地，在进行阶跃响应测试时，所述性能指标检测方法包括以下步骤：发送阶跃响应指令至所述伺服系统并控制所述伺服电机根据所述阶跃响应指令运行；检测所述伺服电机的运行轨迹，并提取第一特征参数；判断各个第一特征参数的数值是否在各自的阈值范围内。较佳地，所述第一特征参数包括以下参数中的至少一种：上升时间、超调量和稳定时间。较佳地，提取第一特征参数的步骤之后，所述性能指标检测方法还包括：根据如下评分公式计算所述上升时间和/或超调量和/或稳定时间的分值并输出：其中，SetpFeatureScore为所述第一特征参数的分值，x为实际测得的第一特征参数的数值；x_ref、x_max表征第一特征参数的阈值。本方案中，x_ref和x_max可根据实际需求自行设置。x_ref是阶跃响应测试的性能达到合格时测试得到的各个特征参数的数值，实际测试小于该数值则该项特征参数的分值为100分；x_max是伺服性能极差(不可用状态)时各个特征参数的数值，实际测试得到的数值超过该数值该项特征参数分值为0；其中，x_ref和x_max需要在正式使用阶段之前，根据应用场合对伺服性能要求及伺服系统的特点，事先设定好。正式使用时，根据提取到的特征参数值自动计算各项的分值并输出。需要说明的是，上述公式为一种简易的线性评分方法，较为方便直观。但本专利技术不限于这种固定的评分方式，在这种线性评分方法产生的变形式，或者其它非线性评分方法，均属于本专利技术的保护范围。较佳地，所述性能指标检测方法还包括以下步骤：获取每个第一特征参数的权重系数；根据所述权重系数和所述第一特征参数的分值生成用于表征伺服电机的阶跃响应性能的评分。较佳地，在进行抛物线响应测试时，所述性能指标检测方法包括以下步骤：发送抛物线检测指令至所述伺服系统并控制所述伺服电机根据所述抛物线检测指令运行；检测所述伺服电机的运行轨迹，并提取第二特征参数；判断各个第二特征参数的数值是否在各自的阈值范围内。较佳地，所述第二特征参数包括以下参数中的至少一种：最大跟随误差、跟随误差曲线与指令速度曲线的第一相关系数、跟随误差曲线与指令加速度曲线的第二相关系数；所述抛物线检测指令包括抛物线响应曲线；所述指令速度曲线和所述指令加速度曲线根据所述抛物线检测指令生成。较佳地，提取第二特征参数的步骤之后，所述性能指标检测方法还包括：根据如下评分公式计算所述第一相关系数和/或第二相关系数的分值并输出：其中，CorrScore为第一相关系数或第二相关系数的分值，w为第一相关系数或第二相关系数的数值；w_ref为系数阈值。本方案中，w也即抛物线响应测试中实际得到第一相关系数(或者第二相关系数)的数值；w_ref为抛物线响应性能满足要求时得到的相关系数分值。和/或，根据如下评分公式计算所述最大跟随误差的分值并输出：其中，MaxFe为最大跟随误差的分值，R为最大跟随误差的数值。R_max和R_ref为跟随误差阈值。R也即为抛物线响应测试中实际得到的最大跟随误差的数值；R_max是抛物线响应性能极差(不可用状态)时的最大跟随误差允许值，实际测试大于该数值则该项特征参数的分值为0分；R_ref是抛物线响应性能达到合格时测试得到的最大跟随误差数值，实际测试小于该数值则该项特征参数的分值为100分。较佳地，所述性能指标检测方法还包括以下步骤：获取每个第二特征参数的权重系数；根据所述权重系数和所述第二特征参数生成用于表征伺服电机的抛物线响应性能的评分。较佳地，在进行闭环频率响应测试时，所述性能指标检测方法包括以下步骤：发送闭环频率响应指令至所述伺服系统并控制所述伺服电机根据所述闭环频率响应指令运行；检测所述伺服电机的响应电流和响应位置，并提取第三特征参数；判断各个第三特征参数的数值是否在各自的阈值范围内。较佳地，所述第三特征参数包括以下参数中的至少一种：电流环带宽、电流环谐振幅值、位置环带宽和位置环谐振幅值。较佳地，提取第三特征参数的步骤之后，所述性能指标检测方法还包括：根据如下评分公式计算所述电流环带宽和/或位置环带宽的分值并输出：其中，bandWidScore为电流环带宽或位置环带宽的分值，g为电流环带宽或位置环带宽的数值；g_ref和g_min为环带宽阈值；和/或，根据如下评分公式计算所述电流环谐振幅值或位置环谐振幅值的分值并输出：其中，ResPeaScore为电流环谐振幅值或位置环谐振幅值的分值，h为电流环谐振幅值或位置环谐振幅值；h_ref和h_max为谐振幅值阈值。具体的，g也即在做闭环频率响应测试时实际得到电流环带宽或者位置环带宽的数值；g_min是闭环频率响应性能极差(不可用状态)时的得到电流环带宽或位置环带宽数值，实际测试小于该数值则该项特征参数的分值为0分；g_ref是闭环频率响应性能达到合格时测试得到的电流环带宽或位置环带宽的数值，实际测试大于该数值则该项特征参数的分值为100分。h为实际检测得到的电流环谐振幅值或者位置环谐振幅值；h_max是最大允许的电流环谐振幅值或位置环谐振幅值的数值，实际测试大于该数值则该项特征参数的分值为0分；h_ref是闭环频率响应性能达到合格时测试得到的电流环谐振幅值或位置环谐振幅值的参考数值，实际测试小于该数值则该项特征参数的分值为100分较佳地，所述性能指标检测方法还包括以下步骤：获取每个第三特征参数的权重系数；根据所述权重系数和所述第三特征参数生成用于表征伺服电机的闭环频率响应性能的评分。较佳地，在进行圆度响应测试时，所述性能指标检测方法包括以下步骤：发送圆度检测运动指令至伺服系统并控制第一伺服电机和第二伺服电机根据所述圆度检测运动指令运行；获取所述第一伺服电机和第二伺服电机运行的圆轨迹，并提取所述圆轨迹的圆度；判断所述圆度是否在圆度阈值范围内；所述第一伺服电机和所述第二伺服电机用于驱动机床的两轴联动。较佳地，提取所述圆轨迹的圆度的步骤之后，所述性能指标检测方法还包括：根据如下评分公式计算所述圆度的分值并输出：其中，circleScore为圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服系统的性能指标检测方法，所述伺服系统包括至少一伺服电机，其特征在于，在接收到检测指令时，对每个伺服电机依次进行以下测试中的至少两种：阶跃响应测试、抛物线响应测试、闭环频率响应测试和圆度响应测试。

【技术特征摘要】
1.一种伺服系统的性能指标检测方法，所述伺服系统包括至少一伺服电机，其特征在于，在接收到检测指令时，对每个伺服电机依次进行以下测试中的至少两种：阶跃响应测试、抛物线响应测试、闭环频率响应测试和圆度响应测试。2.如权利要求1所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，在进行阶跃响应测试时，所述性能指标检测方法包括以下步骤：发送阶跃响应指令至所述伺服系统并控制所述伺服电机根据所述阶跃响应指令运行；检测所述伺服电机的运行轨迹，并提取第一特征参数；判断各个第一特征参数的数值是否在各自的阈值范围内。3.如权利要求2所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，所述第一特征参数包括以下参数中的至少一种：上升时间、超调量和稳定时间。4.如权利要求3所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，提取第一特征参数的步骤之后，所述性能指标检测方法还包括：根据如下评分公式计算所述上升时间和/或超调量和/或稳定时间的分值并输出：其中，SetpFeatureScore为所述第一特征参数的分值，x为所述第一特征参数的数值；x_ref、x_max表征第一特征参数的阈值。5.如权利要求4所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，所述性能指标检测方法还包括以下步骤：获取每个第一特征参数的权重系数；根据所述权重系数和所述第一特征参数的分值生成用于表征伺服电机的阶跃响应性能的评分。6.如权利要求1所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，在进行抛物线响应测试时，所述性能指标检测方法包括以下步骤：发送抛物线检测指令至所述伺服系统并控制所述伺服电机根据所述抛物线检测指令运行；检测所述伺服电机的运行轨迹，并提取第二特征参数；判断各个第二特征参数的数值是否在各自的阈值范围内。7.如权利要求6所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，所述第二特征参数包括以下参数中的至少一种：最大跟随误差、跟随误差曲线与指令速度曲线的第一相关系数、跟随误差曲线与指令加速度曲线的第二相关系数；所述抛物线检测指令包括抛物线响应曲线；所述指令速度曲线和所述指令加速度曲线根据所述抛物线响应曲线生成。8.如权利要求7所述的伺服系统的性能指标检测方法，其特征在于，提取第二特征参数的步骤之后，所述性能指标检测方法还包括：根据如下评分公式计算所述第一相关系数和/或第二相关系数的分值并输出：其中，CorrScore为第一相关系数或第二相关系数的分值，w为第一相关系数或第二相关系数的数值；w_ref为系数阈值；和/或，根据如下评分公式计算所述最大跟随误差的分值并输出：其中，MaxFe为最大跟随误差的分值，R为最大跟随误差的数值，R_max和R_ref为跟随误...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢红星，
申请(专利权)人：上海铼钠克数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31