【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于伺服控制，具体涉及一种失电制动器吸合时间测试装置和方法。
技术介绍
1、制动器根据通电响应的行为特性，可细分为失电和得电两大类，其中失电制动器具有得天独厚的断电安全抱死能力，是伺服电机中更为常用的制动器产品。根据其行为特性描述可知：制动器通电后，动盘吸合产生间隙，转子可自由转动；制动器断电后，动盘释放回复压紧，转子将制动锁死。因此，吸合时间和释放时间是反映其动态响应能力的核心指标。
2、传统上，制动器响应能力的测试主要通过以下两种途径：1)电响应测试法：将电参数测试仪连接到制动器线缆，通过监测通断电过程制动器绕组的电感变化波形，间接反映定转子磁路位移变化过程，计算得到响应时间；2)对拖运行测试法：将伺服电机和负载电机输出轴相连，通过正反向拖动的运行策略变化，监测伺服电机转子运动情况，间接计算得到响应时间。研究上述方法后不难发现，无论采用哪种测试方案，均存在两大局限性：1)制动器响应时间测试过多依赖外部检测装置，对于大批量应用而言，这意味着更长的时间成本、更高的人力和设备维护成本；2)外部检测装置的性能间接决定了测试精度和测试效果，由于缺乏统一化标准，测试结果难免出现差异化结果，缺乏说服力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种失电制动器吸合时间测试装置和方法。本专利技术方案能够解决上述现有技术中存在的问题。
2、本专利技术的技术解决方案：
3、根据第一方面，提供一种失电制动器吸合时间测试装置，指令输出
4、进一步的，所述的指令输出模块的输入为使能命令，包括：制动器通电指令标志a、预定时间间隔t、伺服电机转速指令n，输出包括制动器供电电平v、延迟后电机转速指令n(t)，所述的输入输出的作用关系为时序关系：系统时间t＝0时，收到了控制计算机发送的使能命令，后续输出时序关系如下：1)t＝0时刻，制动器供电电平v输出；2)t＝t时刻，电机卡转速指令n(t)输出，且满足n(t)＝n。
5、进一步的，所述的速度闭环控制模块的输入包括：延迟后电机转速指令n(t)、电机转速反馈nf；输出为：控制量iref；输入输出作用关系为逻辑关系，可用速度环控制律s[n(t),nf]表示，具体为：
6、iref＝[n(t)-nf]×s[n(t),nf]。
7、进一步的，所述的电流闭环控制模块的输入为控制量iref，输出为电机驱动电流iq；输入输出作用关系为近似比例关系，可用电流环比例项k表示，具体为：
8、iq＝k×iref。
9、进一步的，所述的数据采样存储模块的输入为电机驱动电流iq，输出为经过采样的驱动电流离散值iq(δ)；输入输出作用关系为集合关系，可表示为：
10、iq(δ)＝{iq(t),iq(t+δtp),iq(t+2δtp),iq(t+3δtp),…,iq(t+nδtp)}。
11、进一步的，所述的特征数值提取模块的输入为驱动电流离散值iq(δ)，输出为驱动电流峰值iq_peak(t)；输入输出作用关系为极值关系，可用取最大值函数max()和绝对值函数abs()联合表示：
12、iq_peak(t)＝max{abs[iq(δ)]}。
13、进一步的，所述的制动器吸合时间获取模块的输入为一系列不同预定时间间隔下的驱动电流峰值信息，表示为：
14、{iq_peak(t1),iq_peak(t2),iq_peak(t3),…,iq_peak(tn)}
15、其中t1～tn为按照期望吸合时间分辨率设定的一族预定时间间隔数据。
16、根据第二方面，提供上述一种失电制动器吸合时间测试方法，包括以下步骤：
17、步骤一，根据制动器通电指令标志a、预定时间间隔t、转速指令n，完成制动器通电，延迟预定时间间隔后，执行伺服电机速度指令；
18、步骤二，根据转速指令和速度反馈，进行电流控制量解算；
19、步骤三，通过电流控制量驱动电流进行动态调节，获得实时驱动电流，实现运动控制；
20、步骤四，记录当前时刻驱动电流并进行动态存储；
21、步骤五，对动态存储的驱动电流峰值进行动态更新，直至按照速度指令平稳运行一段时间，得到当前预定时间间隔下的驱动电流峰值；
22、步骤六，按照若干不同预定时间间隔下，循环执行步骤一到步骤五，获得若干不同预定时间间隔下的驱动电流峰值，得到间隔时间-驱动电流峰值对应关系，以驱动电流峰值出现拐点对应间隔时间作为制动器吸合时间。
23、本专利技术与现有技术相比的有益效果：
24、(1)本专利技术无需外部检测装置，即可实现对失电制动器吸合时间的准确测试，具有方法便捷、测试效率高、成本低廉的突出优势；
25、(2)本专利技术测试过程始终保持制动器可靠安装、无需拆卸，与实际应用状态保持一致，具有测试结果可信度高、说服力强的特点，便于测试标准统一化；
26、(3)本专利技术适用于伺服电机内部失电制动器的测试，也可类比推广应用于得电制动器、甚至液压类制动器和阻尼器测试，具有较强的扩展性和场景适用性。
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1.一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，指令输出模块、速度闭环控制模块、电流闭环控制模块、数据采样存储模块、特征数值提取模块和制动器吸合时间获取模块，所述的指令输出模块将制动器通电指令与转速指令按照预定时间间隔依次执行，分别控制制动器通电吸合，控制转速，输入给速度闭环控制模块，所述的速度闭环控制模块接收到转速指令后，根据当前速度反馈进行闭环速度控制，生成控制量，输入到电流闭环控制模块中，所述的电流闭环控制模块接收到控制量后，根据当前电流反馈进行闭环电流控制，实现驱动电流的动态调节，将驱动电流输入到数据采样存储模块；所述的数据采样存储模块依据动态存储的数据，提取运行过程中电机驱动电流峰值，作为该预定时间间隔下的特征表征数值，发送给所述的制动器吸合时间获取模块；按照不同预定时间间隔，完成上述五个模块的循环测试，所述的制动器吸合时间获取模块根据获得的若干不同预定时间间隔下的特征表征数值，得到间隔时间-驱动电流峰值对应关系，以驱动电流峰值出现拐点对应间隔时间作为制动器吸合时间。
2.根据权利要求1所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的指令输出模块的输
3.根据权利要求2所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的速度闭环控制模块的输入包括：延迟后电机转速指令n(T)、电机转速反馈nf；输出为：控制量Iref；输入输出作用关系为逻辑关系，可用速度环控制律S[n(T),nf]表示，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的电流闭环控制模块的输入为控制量Iref，输出为电机驱动电流Iq；输入输出作用关系为近似比例关系，可用电流环比例项K表示，具体为：
5.根据权利要求4所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的数据采样存储模块的输入为电机驱动电流Iq，输出为经过采样的驱动电流离散值Iq(Δ)；输入输出作用关系为集合关系，可表示为：
6.根据权利要求5所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的特征数值提取模块的输入为驱动电流离散值Iq(Δ)，输出为驱动电流峰值Iq_peak(T)；输入输出作用关系为极值关系，可用取最大值函数Max()和绝对值函数abs()联合表示：
7.根据权利要求6所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的制动器吸合时间获取模块的输入为一系列不同预定时间间隔下的驱动电流峰值信息，表示为：
8.一种使用如权利要求1-7任一所述的失电制动器吸合时间测试装置的失电制动器吸合时间测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，指令输出模块、速度闭环控制模块、电流闭环控制模块、数据采样存储模块、特征数值提取模块和制动器吸合时间获取模块，所述的指令输出模块将制动器通电指令与转速指令按照预定时间间隔依次执行，分别控制制动器通电吸合，控制转速，输入给速度闭环控制模块，所述的速度闭环控制模块接收到转速指令后，根据当前速度反馈进行闭环速度控制，生成控制量，输入到电流闭环控制模块中，所述的电流闭环控制模块接收到控制量后，根据当前电流反馈进行闭环电流控制，实现驱动电流的动态调节，将驱动电流输入到数据采样存储模块；所述的数据采样存储模块依据动态存储的数据，提取运行过程中电机驱动电流峰值，作为该预定时间间隔下的特征表征数值，发送给所述的制动器吸合时间获取模块；按照不同预定时间间隔，完成上述五个模块的循环测试，所述的制动器吸合时间获取模块根据获得的若干不同预定时间间隔下的特征表征数值，得到间隔时间-驱动电流峰值对应关系，以驱动电流峰值出现拐点对应间隔时间作为制动器吸合时间。
2.根据权利要求1所述的一种失电制动器吸合时间测试装置，其特征在于，所述的指令输出模块的输入为使能命令，包括：制动器通电指令标志a、预定时间间隔t、伺服电机转速指令n，输出包括制动器供电电平v、延迟后电机转速指令n(t)，所述的输入输出的作用关系为时序关系：系统时间t＝0时，收到了控制计算机发送的使能命令，后续输出时序关系如下：1)t＝0时刻，制动器供电电平v输出；2)t＝t时刻，电机卡转速...
【专利技术属性】
技术研发人员：王天乙，黄建，王贯，薛涛，陈爱峰，王传泽，李晓斌，洋婷，尹佐生，宋志翌，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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