[发明专利]一种精密伺服机构谐振频率的测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种精密伺服机构谐振频率的测试系统，包括一个被测精密伺服机构(101)，一个用于测量被测精密伺服机构(101)的伺服机构参数测试仪(109)，以及一个用于控制伺服机构参数测试仪(109)的数据处理显示终端工控机(114)；其特征在于，

所述被测精密伺服机构(101)包括通过框架固定轴(103)支撑的底座(108)，所述底座(108)上设置有伺服电机(105)，伺服电机(105)通过传动减速齿轮组(104)啮合连接位置传感器(107)，位置传感器(107)连接负载盘(102)；所述伺服电机(105)通过数据传输电缆(106)与伺服机构参数测试仪(109)相连；

所述伺服机构参数测试仪(109)包括通过数据传输电缆(106)与被测精密伺服机构(101)相连的电机驱动器(111)，所述电机驱动器(111)分别连接数据转换处理卡(110)和多轴运动控制卡(112)，多轴运动控制卡(112)通过数据传输电缆(113)连接工控机(114)；

所述工控机(114)包括通过数据传输电缆(113)连接的工控机主机(116)，工控机主机(116)连接有工控机显示器(115)；

伺服电机(105)经传动减速齿轮组(104)带动置于负载盘(102)上的负载运动，负载与位置传感器(107)同轴同步运动，其负载的位置信息由位置传感器(107)传送给伺服机构参数测试仪(109)做数据转换，并经由工控机(114)控制计算得到测试精密伺服机构的谐振频率。

2.根据权利要求1所述的一种精密伺服机构谐振频率的测试系统，其特征在于，所电机驱动器(111)内嵌有用于驱动伺服电机(105)精确运动的电流环、速度环和位置环三环反馈控制环。

3.根据权利要求1所述的一种精密伺服机构谐振频率的测试系统，其特征在于，所述被测精密伺服机构(101)中的位置传感器(107)连接负载盘(102)为单轴伺服机构或多轴伺服机构；

所述传动减速齿轮组(104)为单级减速、多级增速、单级增速或者电机直拖；

所述位置传感器(107)为旋转变压器、编码器、陀螺、光栅中任意一种或多种。

4.一种精密伺服机构谐振频率的测试方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

1)首先对系统初始化，在工控机(114)上设置伺服机构参数测试仪(109)的电机驱动器(111)和多轴运动控制卡(112)的伺服机构控制参数PID；

2)再在工控机(114)上设置激励信号的参数，包括激励时间t_scan，采样率f _sampling，采用扫频法进行谐振频率测试，频率范围中起始频率f_start和终止频率f_end，激励信号S_t(t)幅值激励时间t_scan≥30s；

3)在伺服机构参数测试仪(109)的传感器选择开关(117)上设置不同位置传感器的设定键；以及在数据转换处理卡(110)上选择对应不同位置传感器的相应的数据传输处理模块；

4)在工控机(114)上发出测试指令，由多轴运动控制卡(112)发出激励信号S_t(t)，并由伺服电机驱动器111驱动伺服电机(105)运动；

5)多轴运动控制卡(112)按设置的采样频率f_sampling采集伺服电机(105)的运动速度信息V_t(t)；

6)此时工控机(114)将激励信号S_t(t)和响应信号V_t(t)绘制时域曲线；

7)在工控机(114)上对S_t(t)和V_t(t)会做相应的数据进行变换处理，去噪，滤波，幅频变换后，得出相应的频域变换曲线，由频域变换曲线得到精密伺服机构谐振频率初测值f_resonance；

8)重复操作以上步骤4)至7)，得到多组谐振频率f_resonance，求平均值，即为精密伺服机构谐振频率f^，_resonance。