一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及伺服电机控制技术领域，特别涉及一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法及其系统；本发明专利技术将伺服电流环带宽的测试过程与手动调节电流环PI的经验过程解耦，通过自动遍历可行的电流环PI参数的过程中，进行正弦波电流扫频测试，将遍历到的不同PI参数带入控制中，将测到的所有带宽数值中的最大值作为实际结果，从而实现伺服带宽测试的可重复性和高可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法及其系统


[0001]本专利技术涉及伺服电机控制
，特别涉及一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法及其系统。

技术介绍

[0002]在传统伺服的电流环带宽响应测试中，一般采用给电流环指令赋值不断增加频率大小的正弦波数值，通过检测到在反馈电流与给定的指令电流相位移90度时，或幅频特性曲线幅值衰减
‑
3db时对应的正弦波电流指令频率，此刻的频率即为电流环带宽。
[0003]在实际检测时，这个测试中得到的带宽严重受到当前伺服的电流环调节的PI参数的影响，在不同伺服间，太依赖于测试人员调试经验，调节较好的参数与较差的参数间，带宽测试的结果差距可以达到1kHZ数量级以上，不同测试人员在调试后，针对同一台伺服驱动器，都能得出差异相当大的带宽测试结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供了一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法，其将伺服电流环带宽的测试过程与手动调节电流环PI的经验过程解耦，通过自动遍历可行的电流环PI参数的过程中，进行正弦波电流扫频测试，将遍历到的不同PI参数带入控制中，将测到的所有带宽数值中的最大值作为实际结果；还提供了一种全自动伺服控制器电流环带宽测试系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法，其中，包括如下步骤：步骤S1、给定正弦波指令的电流环频率的初始值；步骤S2、电流环PI参数计算模块依当前的电流环频率传输给伺服驱动器的电流控制环使用；步骤S3、发送开始信号至电流环指令发生及采集模块，开启伺服的测试运行，遍历不同PI参数带入控制中，电流环带宽计算模块持续计算更新最大电流环带宽值，以最大电流环带宽值为实际输出结果。
[0006]作为本专利技术的一种改进，步骤S3包括如下步骤：步骤S31、接收开始信号；步骤S32、以电流模式控制电机同时采集同一时间的电流反馈；步骤S33、保存一个完整周期及以上的电流指令和电流反馈数据后，传输给电流环带宽计算模块。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3还包括：步骤S34、对比正弦波指令的频率与电流环带宽范围，当正弦波指令的频率小于设定的电流环带宽值时，以固定值增加正弦波指令的频率，返回步骤S32；当正弦波指令的频率大于或等于设定的电流环带宽值时，返回步骤S31。
[0008]作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S33内，对电流环指令信号和电流环反馈信号应用快速傅里叶变换进行数据处理，以得到对应的幅频特性曲线。
[0009]作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S34内，当一组新的数据处理后，根据电流环带宽的定义，在幅频特征曲线上幅值为
‑
3dB时，记录对应的频率且将之与之前记录的频率进行比较，如果当前的频率小于之前记录的频率，则保留之前记录的频率，如果当前的频率大于之前记录的频率，则储存当前的频率。
[0010]一种全自动伺服控制器电流环带宽测试系统，其中，包括：电流环PI参数计算模块，用于建立电流环的PI控制模型，以一个电流环带宽以固定值对电流环频率增大，得到一系列可行的控制参数；电流环指令发生及反馈采集模块，用于将正弦波指令传输给电流控制环以电流模式控制电机同时采集同一时间的电流反馈，保存一个完整周期及以上的电流指令和电流反馈数据后传输给电流环带宽计算模块；电流环带宽计算模块，用于对电流环指令信号和电流环反馈信号进行数据处理，持续计算更新最大电流环带宽值。
[0011]本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术将伺服电流环带宽的测试过程与手动调节电流环PI的经验过程解耦，通过自动遍历可行的电流环PI参数的过程中，进行正弦波电流扫频测试，将遍历到的不同PI参数带入控制中，将测到的所有带宽数值中的最大值作为实际结果，从而实现伺服带宽测试的可重复性和高可靠性。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的全自动伺服控制器电流环带宽测试方法的步骤框图；图2为本专利技术的全自动伺服控制器电流环带宽测试方法的流程图；图3为本专利技术的电流环带宽计算模块的流程图；图4为本专利技术的电流环PI参数计算模块的PI控制框图的连接图；图5为本专利技术的全自动伺服控制器电流环带宽测试系统的连接示意图。
具体实施方式
[0013]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0014]专利名称为一种伺服响应带宽测试方法及系统（CN201710623511.2）的中国专利，通过简化伺服电机的控制环路，使得伺服电机的控制环路仅与位置环增益有关，再通过调整位置环增益，获得超调临界点对应的上升时间，通过该上升时间来反推出位置环带宽、速度环带宽和电流环带宽；但构建的带宽计算模型过于简单，与现行标准中要求的带宽定义有所差异，且无法适用于非该控制模型的伺服的电流环带宽测试。
[0015]专利名称为一种测量伺服驱动器带宽的装置和方法（CN201210220803.9）的中国专利，其公开了采用标准中规定的
‑
3db衰减测试方法来确定电流环带宽，但需求的电流环控制参数如何调整并没有提及，而该参数对实际的测试结果具有较大的误差影响。
[0016]专利名称为一种伺服驱动器带宽测试装置和方法（CN201710522396.X）的中国专
利，其公开了采用标准中规定的
‑
3db衰减测试方法来确定电流环带宽，但需求的电流环控制参数需要人工手动调整，对实际的测试结果具有较大的误差影响。
[0017]请参照图1至图5，本专利技术提供了一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法，包括如下步骤：步骤S1、给定正弦波指令的电流环频率的初始值；步骤S2、电流环PI参数计算模块依当前的电流环频率传输给伺服驱动器的电流控制环使用；步骤S3、发送开始信号至电流环指令发生及采集模块，开启伺服的测试运行，遍历不同PI参数带入控制中，电流环带宽计算模块持续计算更新最大电流环带宽值，以最大电流环带宽值为实际输出结果。
[0018]在本专利技术内，将伺服电流环带宽的测试过程与手动调节电流环PI的经验过程解耦，通过自动遍历可行的电流环PI参数的过程中，进行正弦波电流扫频测试，将遍历到的不同PI参数带入控制中，将测到的所有带宽数值中的最大值作为实际结果，从而实现伺服带宽测试的可重复性和高可靠性。
[0019]进一步，步骤S3包括如下步骤：步骤S31、接收开始信号；步骤S32、以电流模式控制电机同时采集同一时间的电流反馈；步骤S33、保存一个完整周期及以上的电流指令和电流反馈数据后，传输给电流环带宽计算模块，其中，对电流环指令信号和电流环反馈信号应用快速傅里叶变换进行数据处理，以得到对应的幅频特性曲线。
[0020]步骤S34、对比正弦波指令的频率与电流环带宽范围，当正弦波指令的频率小于设定的电流环带宽值时，以固定值增加正弦波指令的频率，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、给定正弦波指令的电流环频率的初始值；步骤S2、电流环PI参数计算模块依当前的电流环频率传输给伺服驱动器的电流控制环使用；步骤S3、发送开始信号至电流环指令发生及采集模块，开启伺服的测试运行，遍历不同PI参数带入控制中，电流环带宽计算模块持续计算更新最大电流环带宽值，以最大电流环带宽值为实际输出结果。2.根据权利要求1所述的一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：步骤S31、接收开始信号；步骤S32、以电流模式控制电机同时采集同一时间的电流反馈；步骤S33、保存一个完整周期及以上的电流指令和电流反馈数据后，传输给电流环带宽计算模块。3.根据权利要求2所述的一种全自动伺服控制器电流环带宽测试方法，其特征在于，步骤S3还包括：步骤S34、对比正弦波指令的频率与电流环带宽范围，当正弦波指令的频率小于设定的电流环带宽值时，以固定值增加正弦波指令的频率，返回步骤S32；当正弦波指令的频率大于或等于设定的电流环带宽值时，返回步骤S31。4.根据权利要求3所述的一种全自...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐潇，李剑，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：