[发明专利]一种多轴电驱系统加载测试系统及测试方法

说明书

本申请公开了一种一种多轴电驱系统加载测试系统及测试方法，加载测试系统包括：支撑台体、多个加载电机、处理器、加载控制单元、扭矩传感器、位移速度传感器和目标模拟机，所述多个加载电机通过联轴器与多个被测驱动电机一一对应连接并固定在所述支撑台体上，所述联轴器上设置有所述扭矩传感器，所述加载电机的轴端连接所述位移速度传感器。所述加载控制单元通过处理器发出的控制指令可以对电驱系统进行单轴加载测试、控制策略有效性模拟验证和多轴加载测试。本发明可以在电驱系统设计方案阶段进行加载测试，并且可驱动多轴加载电机进行动态实时加载，提高加载真实度以及对被测驱动电机的控制策略进行测试和评估验证。

技术领域

本发明属于电驱系统测试技术领域，尤其涉及一种多轴电驱系统加载测试系统及测试方法。

背景技术

以多轴机器人、自动化机械为代表的复杂机电产品一般采用多个伺服电机驱动，具有作动机构多，控制策略复杂等特点，针对该类复杂机电产品的性能测试多数集中在产品完成之后，采用专门的标定测试系统对其进行性能评估，而在前期的方案阶段和初步设计阶段无法进行测试和评估，验证不充分，可能导致最终产品达不到最初设计指标。

现有电驱系统加载测试大多只能单纯进行单轴扭矩加载测试，而对于以多轴机器人、自动化机械为代表的复杂机电产品都包含多个运动轴，无法依据最终产品带负载情况下的动力学特性进行多轴同步加载。此外，当前大多数电驱系统加载台仅可进行加载测试，加载电机无法模拟产品实际驱动电机，也就无法进行机电产品控制策略的初步验证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种在机电产品设计方案阶段可对机电产品的驱动电机进行单轴加载测试、控制策略有效性模拟验证和多轴加载测试的多轴电驱系统加载测试系统及测试方法。

为实现上述目的，本发明第一方面在于提供一种多轴电驱系统加载测试系统，包括支撑台体、多个加载电机、处理器、加载控制单元、扭矩传感器、位移速度传感器和目标模拟机，所述多个加载电机通过联轴器与多个被测驱动电机一一对应连接并固定在所述支撑台体上，所述联轴器上设置有所述扭矩传感器，所述加载电机的轴端连接所述位移速度传感器；

所述处理器包括仿真建模模块、加载模块和数据监控模块；

所述仿真建模模块，用于根据被测驱动电机的承载要求和各运动关节的速度、加速度、位移要求构建负载动力学模型，以及基于被测驱动电机的运动学方程构建轨迹控制策略模型；

所述加载模块，用于单轴独立加载时的加载控制模式选择和加载曲线编辑；

所述数据监控模块，用于采集所述扭矩传感器和位移速度传感器的数据；

其中，所述目标模拟机接收所述仿真建模模块发送的所述负载动力学模型并向所述加载控制单元发送第一控制信号，令所述加载控制单元根据所述负载动力学模型转换的被测驱动电机各个运动轴在不同位移点的加载力矩需求驱动所述多个加载电机进行多轴负载加载测试；或者所述目标模拟机接收所述仿真建模模块发送的所述轨迹控制策略模型并向所述加载控制单元发送第二控制信号，令所述加载控制单元根据所述轨迹控制策略模型转换的被测驱动电机的位移动作驱动所述多个加载电机进行控制策略的验证；或者所述加载模块将所述加载曲线发送至所述加载控制单元，通过所述加载控制单元单独驱动一个所述驱动电机进行单轴加载测试。

可选的，所述多轴电驱系统加载测试系统还包括功效测量单元和电信号检测单元；

所述电信号检测单元设置在所述被测驱动电机的动力电缆上，用于检测被测驱动电机的电压和电流；

所述功效测量单元用于根据所述电信号检测单元检测的电压和电流数据计算所述被测驱动电机的电功率以及根据所述扭矩传感器和所述位移速度传感器的数据计算所述被测电机的机械功率。