【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及伺服系统，尤其是涉及转动惯量辨识的数据处理方法和装置。
技术介绍
1、伺服系统在运行过程中，由于负载大小或重心的变化，使得电机轴端负载转动惯量发生改变。当伺服系统速度环和位置环参数与负载转动惯量不匹配时，容易造成伺服系统动态性能恶化，如位置跟随误差增大，系统震荡等。因此，伺服系统应该具有在运行过程中实时辨识负载转动惯量的能力。目前常见的负载转动惯量辨识方法包括递推最小二乘法、扩展卡尔曼滤波器法和模型参考自适应法等。
2、这些方法都是基于电机的运动方程来建立负载转动惯量递推模型，通过连续计算电机电磁转矩和转速来输入到负载转动惯量递推模型，从而获得实时的负载转动惯量值。
3、电机运动方程如公式(1)所示：
4、
5、其中，j与电机加速度乘积，因此可在电机加减速过程中对j进行辨识。此外，ωm可根据编码器反馈的电机位置值微分得到；te等于电机q轴电流iq乘以j一个固定的转矩系数kt(以后将这种计算te的方法简称为固定kt法)。然后将ωm和te送入负载转动惯量递推模型内计算，从而得到实时的转动惯量值。
6、te和ωm作为转动惯量递推模型的输入，两者的计算精度与负载转动惯量的辨识准确与否息息相关，可以对te的计算精度进行改善，关于te的计算，目前常采用固定kt法计算得到。参照公式(2)：
7、te＝iq*kt (2)
8、上述方法虽然简单易行，但是未考虑伺服电机磁路饱和对转矩系数kt大小的影响。伺服系统在实际运行过程中，为增加系统动态响应和带
9、当电机电流iq小于电机额定电流irate时，此时iq与te呈现线性关系，即但考虑伺服电机在加减速时常常处于过载状态，即iq>＝irate。此时伺服电机磁路处于深度饱和状态，实际kt值会随着伺服电机磁路饱和程度的增加而下降。
10、综上，固定的kt值无法准确描述伺服电机加减速过程中，特别是伺服电机过载状态下iq和te之间的关系，从而造成负载转动惯量辨识精度的下降。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供转动惯量辨识的数据处理方法和装置，可以在实时负载转动惯量辨识过程中提供更加精确的电磁转矩值，从而提高负载转动惯量辨识的精度。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了转动惯量辨识的数据处理方法，所述方法包括：
3、当电机电流小于或等于电机额定电流时，所述电机电流与电磁转矩为线性关系；
4、当所述电机电流大于所述电机额定电流时，采用离线计算方法得到不同电机电流对应的电磁转矩；
5、将所述不同电机电流对应的电磁转矩通过分段线性拟合方法，构建所述电机电流与所述电磁转矩的分段线性函数。
6、进一步的，采用离线计算方法得到不同电机电流对应的电磁转矩，包括：
7、当电机的工作模式为力矩闭环、空载或静止时，增大目标电流至第一电流阈值时，通过转矩测量仪测量所述电机轴端输出转矩，其中，所述第一电流阈值与所述电机额定电流的比值为3；
8、将所述目标电流作为所述电机电流，将所述电机轴端输出转矩作为所述电磁转矩；
9、当所述电机电流为不同电流时，对应相应的所述电磁转矩。
10、进一步的，当所述电机电流为不同电流时，对应相应的所述电磁转矩，包括：
11、当所述电机电流为所述电机额定电流时，对应第一电磁转矩；
12、当所述电机电流为第二电流阈值时，对应第二电磁转矩，其中，所述第二电流阈值与所述电机额定电流的比值为2；
13、当所述电机电流为所述第一电流阈值时，对应第三电磁转矩。
14、进一步的，将所述不同电机电流对应的电磁转矩通过分段线性拟合方法，构建所述电机电流与所述电磁转矩的分段线性函数，包括：
15、将所述电机额定电流、所述第二电流阈值、所述第一电磁转矩和所述第二电磁转矩输入一次函数中，得到第一系数和第二系数；
16、根据所述第一系数和所述第二系数，得到第一分段的线性函数，其中，所述第一分段为所述电机额定电流至所述第二电流阈值之间的范围；
17、将所述第二电流阈值、所述第二电磁转矩、所述第一电流阈值和所述第三电磁转矩输入所述一次函数中，得到第三系数和第四系数；
18、根据所述第三系数和所述第四系数，得到第二分段的线性函数，其中，所述第二分段为所述第二电流阈值至所述第一电流阈值之间的范围。
19、第二方面，本专利技术实施例提供了转动惯量辨识的数据处理装置，所述装置包括：
20、线性模块，用于当电机电流小于或等于电机额定电流时，所述电机电流与电磁转矩为线性关系；
21、离线计算模块，用于当所述电机电流大于所述电机额定电流时，采用离线计算方法得到不同电机电流对应的电磁转矩；
22、分段线性拟合模块，用于将所述不同电机电流对应的电磁转矩通过分段线性拟合方法，构建所述电机电流与所述电磁转矩的分段线性函数。
23、进一步的，所述离线计算模块具体用于：
24、当电机的工作模式为力矩闭环、空载或静止时，增大目标电流至第一电流阈值时，通过转矩测量仪测量所述电机轴端输出转矩，其中，所述第一电流阈值与所述电机额定电流的比值为3；
25、将所述目标电流作为所述电机电流，将所述电机轴端输出转矩作为所述电磁转矩；
26、当所述电机电流为不同电流时，对应相应的所述电磁转矩。
27、进一步的，所述离线计算模块具体用于：
28、当所述电机电流为所述电机额定电流时，对应第一电磁转矩；
29、当所述电机电流为第二电流阈值时，对应第二电磁转矩，其中，所述第二电流阈值与所述电机额定电流的比值为2；
30、当所述电机电流为所述第一电流阈值时，对应第三电磁转矩。
31、进一步的，所述分段线性拟合模块具体用于：
32、将所述电机额定电流、所述第二电流阈值、所述第一电磁转矩和所述第二电磁转矩输入一次函数中，得到第一系数和第二系数；
33、根据所述第一系数和所述第二系数，得到第一分段的线性函数，其中，所述第一分段为所述电机额定电流至所述第二电流阈值之间的范围；
34、将所述第二电流阈值、所述第二电磁转矩、所述第一电流阈值和所述第三电磁转矩输入所述一次函数中，得到第三系数和第四系数；
35、根据所述第三系数和所述第四系数，得到第二分段的线性函数，其中，所述第二分段为所述第二电流阈值至所述第一电流阈值之间的范围。
36、第三方面，本专利技术实施例提供了电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
37、第四方面，本专利技术实施例提供了具有处理器可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，采用离线计算方法得到不同电机电流对应的电磁转矩，包括：
3.根据权利要求2所述的转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，当所述电机电流为不同电流时，对应相应的所述电磁转矩，包括：
4.根据权利要求3所述的转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，将所述不同电机电流对应的电磁转矩通过分段线性拟合方法，构建所述电机电流与所述电磁转矩的分段线性函数，包括：
5.一种转动惯量辨识的数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
6.根据权利要求5所述的转动惯量辨识的数据处理装置，其特征在于，所述离线计算模块具体用于：
7.根据权利要求6所述的转动惯量辨识的数据处理装置，其特征在于，所述离线计算模块具体用于：
8.根据权利要求7所述的转动惯量辨识的数据处理装置，其特征在于，所述分段线性拟合模块具体用于：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1至4任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，采用离线计算方法得到不同电机电流对应的电磁转矩，包括：
3.根据权利要求2所述的转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，当所述电机电流为不同电流时，对应相应的所述电磁转矩，包括：
4.根据权利要求3所述的转动惯量辨识的数据处理方法，其特征在于，将所述不同电机电流对应的电磁转矩通过分段线性拟合方法，构建所述电机电流与所述电磁转矩的分段线性函数，包括：
5.一种转动惯量辨识的数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，黄敏，
申请(专利权)人：深圳市步科电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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