[发明专利]执行器损耗参数测试系统及方法

说明书

本发明提供一种执行器损耗参数测试系统及方法，该测试系统包括支撑机构、驱动机构、执行器、力矩传感器及处理器，驱动机构及执行器设置在支撑机构上，力矩传感器设置在驱动机构上；驱动机构用于设置旋转物体，驱动旋转物体旋转；力矩传感器用于测量执行器与旋转物体接触时旋转物体产生的力矩；执行器及力矩传感器与处理器相连接，处理器用于控制执行器，并用于根据测量得到的力矩及执行器的名义输出力测试得到执行器的总输出力损耗。本发明执行器损耗参数测试系统用于对接触旋转物体的执行器进行损耗参数的测试，准确地得出执行器的总输出力损耗，进而能够在执行器的应用中对执行器的总输出力损耗进行修正，提高控制精度，使控制结果符合预期。

技术领域

本发明涉及执行器技术领域，具体而言，涉及一种执行器损耗参数测试系统及方法。

背景技术

执行器是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分，它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。执行器按其能源形式可分为气动、液动、电动三大类。

在过程控制系统中，执行器由执行机构和自动化调节机构两部分组成。自动化调节机构通过执行元件直接改变生产过程的参数，使生产过程满足预定的要求。执行机构则接受来自控制器的控制信号把它转换为驱动调节机构的输出(如角位移或直线位移输出)，它也采用适当的执行元件，但要求与调节机构不同。

目前，在执行器的应用中，由于内部力损失与其他外界干扰的存在，执行器实际加载于受作用体上的力总是小于执行器名义输出的力，因而影响了执行器的控制精度。例如，在汽车制动系统中，由于控制刹车片的执行机构存在内部力损失，使得实际施加在刹车盘上的制动力并不等于驾驶员所希望的力，导致制动过程与实际需要不同，容易导致事故发生。

为了精确控制执行器，抵消执行器损耗的力，需要知道执行器的名义输出力与作用在受力物体上的力来推算损耗的力，或者直接测量出损耗的力。然而，在实际工作中，上述两种方式均难以实现，尤其是，当执行器的动作端作用于以执行器运动方向为轴向的高速旋转物体，且工况较为恶劣时(例如，刹车片贴合于刹车盘)，由于执行器与受作用物体之间存在高速位移，因而无法添加传感器在受力物体表面，测量实际施加在受力物体上的力；或在工况较为恶劣时，静态条件下的执行器内部的力损失与动态高速旋转时不同，使得在执行器的应用中难以进行精确控制，从而无法实现高精度的加工或操纵。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种执行器损耗参数测试系统及方法，该执行器损耗参数测试系统及方法能用于对接触旋转物体的执行器进行损耗参数的测试，较为便捷、准确地得出执行器的总输出力损耗，进而能够在执行器的应用中对执行器的总输出力损耗进行修正，提高控制精度，使控制结果符合预期。

为了实现上述目的，第一方面，本发明采用如下的技术方案：

执行器损耗参数测试系统，包括支撑机构、驱动机构、执行器、力矩传感器及处理器，

所述驱动机构及执行器设置在所述支撑机构上，所述力矩传感器设置在所述驱动机构上；

所述驱动机构用于设置旋转物体，并驱动旋转物体旋转；所述力矩传感器用于测量所述执行器与旋转物体接触时所述旋转物体产生的力矩；

所述执行器及力矩传感器与所述处理器相连接，所述处理器用于控制所述执行器，并用于根据测量得到的力矩及所述执行器的名义输出力测试得到所述执行器的总输出力损耗。

作为上述执行器损耗参数测试系统的进一步可选方案，所述执行器损耗参数测试系统还包括测距机构，所述测距机构用于测量所述执行器的执行机构施力面的几何中心与所述旋转物体的转动中心之间的距离；

所述测距机构与所述处理器相连接，所述处理器还用于根据所述测量得到的力矩、执行器的名义输出力及执行器的执行机构施力面的几何中心与所述旋转物体的转动中心之间的距离测试得到所述执行器与旋转物体之间的摩擦系数。