[发明专利]电机的力矩和电流的比例关系标定方法、系统及终端设备

权利要求书

1.一种电机的力矩和电流的比例关系标定方法，其特征在于，基于标定机构实现，所述标定机构包括所述电机、刚性杆和质量块，所述电机与所述刚性杆相连，所述刚性杆与所述质量块相连，所述刚性杆的中轴与所述电机的输出轴的中轴交叉并相互垂直，所述质量块的重心与所述刚性杆的中轴重合；

所述电机的力矩和电流的比例关系标定方法包括：

控制所述电机的输出轴带动所述质量块以预设速度按照第一预设移动轨迹转动，并采集转动过程中的第一电机电流；

控制所述电机的输出轴带动所述质量块以所述预设速度按照第二预设移动轨迹转动，并采集转动过程中的第二电机电流，所述第二预设移动轨迹与所述第一预设移动轨迹重合且方向相反；

计算所述电机按照所述第一预设移动轨迹转动时的第一电机力矩；

计算所述电机按照所述第二预设移动轨迹转动时的第二电机力矩；

基于动力学公式计算转动惯量；

根据所述转动惯量，得到所述第一电机力矩与所述第二电机力矩之和对应的力矩时间函数曲线；

根据采集的所述第一电机电流和所述第二电机电流，得到所述第一电机电流与所述第二电机电流之和对应的电流时间函数曲线；

基于线性最小二乘拟合算法，得到所述力矩时间函数曲线和所述电流时间函数曲线之间的比例关系。

2.如权利要求1所述的电机的力矩和电流的比例关系标定方法，其特征在于，所述第一预设移动轨迹为：

所述第二预设移动轨迹为：

其中，θ₁为第一转动角度，θ₂为第二转动角度，θ为基准转动角度，A为最大转动角度，t为转动时间，T为预设周期。

3.如权利要求2所述的电机的力矩和电流的比例关系标定方法，其特征在于，所述计算所述电机按照所述第一预设移动轨迹转动时的第一电机力矩，包括：

其中，τ₁为所述第一电机力矩，m为所述质量块的质量，r为所述质量块的重心至所述输出轴的中轴的垂直距离，为θ对t的二次导数，g为重力加速度，τ_f为摩擦力矩；

所述计算所述电机按照所述第二预设移动轨迹转动时的第二电机力矩，包括：

其中，τ₂为所述第二电机力矩。

4.如权利要求3所述的电机的力矩和电流的比例关系标定方法，其特征在于，所述力矩时间函数曲线为：

所述电流时间函数曲线为：

其中，k为所述比例关系，I₁为所述第一电机电流，I₂为所述第二电机电流。

5.一种电机的力矩和电流的比例关系标定系统，其特征在于，基于标定机构实现，所述标定机构包括所述电机、刚性杆和质量块，所述电机与所述刚性杆相连，所述刚性杆与所述质量块相连，所述刚性杆的中轴与所述电机的输出轴的中轴交叉并相互垂直，所述质量块的重心与所述刚性杆的中轴重合；

所述电机的力矩和电流的比例关系标定系统包括：

第一转动控制模块，用于控制所述电机的输出轴带动所述质量块以预设速度按照第一预设移动轨迹转动，并采集转动过程中的第一电机电流；

第二转动控制模块，用于控制所述电机的输出轴带动所述质量块以所述预设速度按照第二预设移动轨迹转动，并采集转动过程中的第二电机电流，所述第二预设移动轨迹与所述第一预设移动轨迹重合且方向相反；

第一力矩计算模块，用于计算所述电机按照所述第一预设移动轨迹转动时的第一电机力矩；

第二力矩计算模块，用于计算所述电机按照所述第二预设移动轨迹转动时的第二电机力矩；

转动惯量计算单元，用于基于动力学公式计算转动惯量；

力矩曲线获取单元，用于根据所述转动惯量，得到所述第一电机力矩与所述第二电机力矩之和对应的力矩时间函数曲线；

电流曲线获取单元，用于根据采集的所述第一电机电流和所述第二电机电流，得到所述第一电机电流与所述第二电机电流之和对应的电流时间函数曲线；

比例关系获取单元，用于基于线性最小二乘拟合算法，得到所述力矩时间函数曲线和所述电流时间函数曲线之间的比例关系。