[实用新型]同步/协调控制器性能测试平台

说明书

技术领域

本实用新型属于伺服电机性能测试技术领域，具体涉及一种伺服电机同步/协调性能测试平台，用于对多电机同步/协调控制器的性能测试。

背景技术

随着近年来工业的发展，对各种机械性能和产品质量要求的逐渐提高，单单针对一台电机的控制在某些场合已经不能满足现代高科技发展的要求，而需要人们去控制多台电机，让其更好地协调运行。多电机同步/协调控制以应用于航空器的对接，智能化雷达群、火炮群等的协调控制，柔性机械，高性能的数控技术，机器人控制。另外，高性能的协调控制还可以提高纺织、冶金、机械、造纸等行业产品的质量和成品率。总之，多电机协调控制将为军事、航空、一般工业技术领域提供动态定位的理论和方法及需要统一动作功能的多电机协调控制技术。

然而在应用中，由于多电机同步/协调控制程序复杂性较高，使得控制器在开发中需要反复调试，才能最终实现预期的控制功能。但是在控制器的开发过程中，现场试验是很难得的，成本也是非常高的。并且一般情况下，不宜直接将控制器安装在实际的系统中进行测试，因为首次实现的控制器会有许多诸如软件、硬件方面的缺陷，如果直接将其集成在系统中，一方面不便于对控制器的初期调试，另一方面，控制器的严重缺陷还会导致系统的损坏，造成不必要的损失。传统的试验平台，主要针对单台伺服电机驱动器的控制特性进行系统测试，尚未涉及多伺服电机同步/协调性能的测试问题。因此，无法模拟多电机的实际运行环境，进行伺服电机同步/协调控制系统的各种测试，降低了多电机协调控制器的开发效率，并增加了伺服电机同步/协调控制系统进行实车试验的风险及成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有多电机同步/协调控制系统开发过程中测试难度较大的特点，提供了一种伺服电机同步/协调控制器性能测试平台，通过在载荷模拟实验台架上安装不同数量的惯量盘和运行中施加可调的摩擦力矩，可以模拟实际运行中伺服电机的惯性负载和摩擦负载；在电机输出轴上安装扭矩传感器和高精度编码器，利用数据采集卡，将上述信号送入工业控制计算机内的实时采样监测软件，以监测单轴及多轴伺服系统的动静态性能，从而对伺服电机同步/协调控制器的控制品质做出评价。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本测试平台主要包括有多个结构相同、轴平行布置的实验台架和工业控制计算机；

每个实验台架包括有伺服电机1、磁粉制动器10、惯量盘9、扭矩传感器6、旋转编码器2和N个平行布置的载荷模拟轴；其中，伺服电机1的输出轴上安装有旋转编码器2，伺服电机1输出轴同时还通过第一同步齿型带3将动力传递给一级主轴4，一级主轴4通过联轴器5安装有扭矩传感器6，一级主轴4输出的动力通过第二同步齿型带7传递给二级主轴8，二级主轴8上安装有尺寸相同的M个惯量盘9，数量M可以根据需要进行调整；二级主轴8的输出端安装有摩擦可调的磁粉制动器10；一级主轴4与二级主轴8平行布置；

每个实验台架上的扭矩传感器6和磁粉制动器10的输出信号通过数据采集卡送入工业控制计算机内；

每个实验台架上的旋转编码器2的输出信号通过脉冲细分卡送入工业控制计算机内。

测试时，先将伺服电机同步/协调控制器分别与本实用新型中的伺服电机相连，根据测试要求，启动工业控制计算机内的实时采样监测软件，并启动待测伺服电机同步/协调控制器，此时就可以在控制程序中进行各种运动方式的调整，观察监测程序中各类参数的变化过程，并通过实时监测系统记录测试过程中产生的各种信号数据，从而对多电机同步/协调控制系统的特性进行测试了。

本实用新型能够简化控制器的开发过程，降低多电机同步/协调控制系统的硬件成本和软件设计工作量，使用中具有很高的灵活性。将本实用新型应用到实际的伺服电机同步/协调控制器开发与测试过程中后，有以下显著的优点：

a)降低了控制器软硬件开发的难度，缩短了控制器软硬件的开发周期，提高了控制器软硬件的性能。在一定程度上解决了不能频繁进行现场试验的问题。

b)降低了现场试验的难度，提高了现场试验的效率与安全性，节约了现场试验的成本，降低了现场试验的风险。

c)平台具有通用性，可以根据需要进行不同的仿真测试，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1载荷模拟轴的机械结构示意图

图2同步/协调控制器性能测试平台的框图

图中：1、伺服电机，2、旋转编码器，3、第一同步齿型带，4、一级主轴，5、联轴器，6、扭矩传感器，7、第二同步齿形带，8、二级主轴，9、惯量盘，10、磁粉制动器。

具体实施方式