[发明专利]伺服动态测试仪及其测试方法

权利要求书

1.一种伺服动态测试仪，其特征在于具有：

工控机，作为测试仪的显示控制终端，接收用户输入的控制命令、被测伺服系统和负载伺服系统的编码器反馈信号以及转矩传感器的转矩信号，实现测试流程控制和用户交互；

负载伺服系统，接收工控机的控制数据，通过伺服电机的反拖为被测伺服系统提供高精度的动态加载；

转矩传感器，设于负载伺服系统伺服电机和被测伺服系统伺服电机之间的连承轴上，其信号输出端接至工控机中的伺服控制卡。

2.按权利要求1所述的伺服动态测试仪，其特征在于：所述工控机具有伺服控制卡及工业CPU卡，其中伺服控制卡包括主控制模块、电源管理电路、ISA数据总线接口电路、ISA地址总线接口电路、ISA控制总线接口电路、ISA中断接口电路、基准时钟电路、转矩输入接口电路、DA转换电路、编码器检测输入电路、IO状态输入电路以及IO控制输出电路，其中主控制模块通过ISA数据总线接口电路、ISA地址总线接口电路、ISA控制总线接口电路以及ISA中断接口电路接至工业CPU卡，主控制模块通过DA转换电路、编码器检测输入电路、IO状态输入电路及IO控制输出电路分别与负载伺服驱动器和被测伺服驱动器相连；转矩传感器通过转矩输入接口电路将转矩信号输入至主控制模块。

3.按权利要求2所述的伺服动态测试仪，其特征在于：所述主控制模块为可编程逻辑模块，其内部包括ISA总线管理器、基准时钟管理器、中断管理器、转矩检测管理器、DA转换管理器、编码器检测管理器以及IO控制管理器，工业CPU卡通过ISA总线管理器与基准时钟管理器、中断管理器、转矩检测管理器、DA转换管理器、编码器检测模块以及IO控制管理器进行数据交换；基准时钟管理器为中断管理器、转矩检测管理器、DA转换管理器以及编码器检测管理器提供工作时钟；转矩检测管理器接收转矩输入接口电路输入的转矩信号；DA转换管理器与DA转换电路相连，实现转速、转矩指令的数模转换；编码器检测管理器处理编码器检测输入电路的信号；IO控制管理器通过IO状态输入电路以及IO控制输出电路与被测伺服驱动器和负载伺服驱动器交换IO数据。

4.一种伺服动态测试仪的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

测试仪上电，启动测试主线程对测试仪进行参数配置和系统初始化，建立数据文件目录；

启动状态监控线程，如监视被测伺服系统及负载伺服系统无报警产生，且系统状态为“准备好”，则使能各伺服系统的伺服驱动器准备测试；

通过用户界面选择测试指标配置测试参数，生成测试数据文件；

启动工作线程，给定被测伺服系统及负载伺服系统测试需要的转速和转矩指令；

运行过程中被测伺服系统或负载伺服系统如果没有发生报警，且不需改变转速或转矩，则以相应公式计算所选择的性能指标并保存计算结果；

该性能指标测试结束。

5.按权利要求4所述伺服动态测试仪的测试方法，其特征在于还包括以下步骤：

运行过程中被测伺服系统或负载伺服系统如果没有发生报警，且需要改变转速或转矩，则回到“给定被测伺服系统及负载伺服系统测试需要的转速和转矩指令”步骤，重新给定转速和转矩。

6.按权利要求4所述伺服动态测试仪的测试方法，其特征在于还包括以下步骤：

如果被测伺服系统及负载伺服系统状态没“准备好”，则重新进行系统初始化。

7.按权利要求4所述伺服动态测试仪的测试方法，其特征在于：所述工作线程包括中断处理线程、存储线程、实时曲线处理线程以及性能指标计算线程，其中中断处理线程具有以下步骤：

中断处理线程入口刷新环形队列，并等待中断事件，当事件有信号时CPU通过伺服控制卡驱动程序从ISA总线读取被测伺服电机编码器反馈及转矩传感器的数据，并进行平均值滤波处理，计算被测伺服系统的转速值及负载伺服系统的转矩值，如果内存中的环形队列非满，则将其存储到该环形队列中，然后，对转矩值进行PID调节，通过ISA总线将经PID调节后的转矩值发送至负载伺服驱动器形成闭环控制，本次中断处理结束，如果被测伺服系统及负载伺服系统仍在运行，继续等待事件，重复上述过程，否则线程结束；如果内存中的环形队列满，则被测伺服系统的转速值及负载伺服系统的转矩值丢失，转至等待中断事件步骤。