[发明专利]一种伺服电机先进控制算法试验平台和工作方法

权利要求书

1.一种伺服电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述试验平台包括工业PC、主动伺服驱动器、主动伺服电机、负载伺服驱动器和负载伺服电机；

所述工业PC通过EtherCAT总线分别与主动伺服驱动器和负载伺服驱动器建立数据通讯链路；

所述主动伺服驱动器通过动力线与主动伺服电机相连以提供主动伺服电机正常工作所需电能，所述主动伺服驱动器通过编码器信号线与主动伺服电机建立数据通讯链路；所述负载伺服电机与主动伺服电机呈对拖关系，负载伺服驱动器工作在转矩模式时，与之相连的负载伺服电机用于给主动伺服电机加载；

所述工业PC内安装有Linux实时系统，工业PC用于对待测试的电机先进控制算法进行编程，根据待测试的电机先进算法类型将主动伺服驱动器设置为转矩控制模式或者速度控制模式，通过EtherCAT总线来进行工业PC与主动伺服驱动器的数据交换，通过对主动伺服电机的PC在环控制对内嵌的电机先进控制算法进行验证；

所述对主动伺服电机的PC在环控制是指，由工业PC在每个定时周期通过EtherCAT接收主动伺服电机驱动器反馈的实际速度值或位置值，结合设定的速度值或者位置值，执行速度环或位置环的先进控制算法，又在每个周期通过EtherCAT向所述主动伺服驱动器下发设定转矩值或者速度值；

当测试电机速度环先进控制算法时，将主动伺服驱动器工作在转矩控制模式，PC端实时向主动伺服驱动器发送转矩指令，同时从主动伺服驱动器读取主动伺服电机反馈的实时转速，实现主动伺服电机的速度闭环先进控制算法；

当测试电机位置环先进控制算法时，将主动伺服驱动器工作在速度控制模式，PC端实时向主动伺服驱动器发送速度指令，同时从主动伺服驱动器读取主动伺服电机反馈的实时位置，实现主动伺服电机的位置闭环先进控制算法；

在试验过程中，PC端向负载伺服驱动器发送转矩指令实现加载。

2.根据权利要求1所述的电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述工业PC通过对预先装入的非实时Linux系统打入实时内核补丁的方式得到Linux实时系统。

3.根据权利要求1所述的电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述工业PC通过网线与主动伺服驱动器建立数据通讯链路，并且在装入Linux实时系统后，通过配置IGHEtherCAT Master组件使工业PC利用网线与主动伺服驱动器进行EtherCAT通信。

4.根据权利要求1所述的电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述工业PC每隔1ms下发一次设定转矩值或设定速度值。

5.根据权利要求1所述的电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述工业PC通过安装Qt软件以形成Qt编程环境，采用C++编程语言对待测试的电机先进控制算法进行编程，分别生成参数设置功能模块、图形显示功能模块和数据保存功能模块。

6.根据权利要求5所述的电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述图形显示功能模块包括在Qt编程环境下制作的图形用户界面，在图形用户界面上设置有电机使能按钮、电机启动按钮、电机加载按钮、电机停止按钮、写入数据库按钮、清空数据库按钮，以及用于绘制主动伺服电机运行时的各个参数的实际数据曲线的图形窗口。

7.根据权利要求5所述的电机先进控制算法试验平台，其特征在于，所述数据保存功能模块用于使工业PC与MySQL数据库管理系统建立数据交互通道，将主动伺服电机运行时产生的所有运行数据保存到MySQL数据库中。

8.一种伺服电机先进控制算法试验平台的工作方法，其特征在于，所述电机先进控制算法试验平台采用如权利要求7所述的电机先进控制算法试验平台；

所述工作方法包括以下步骤：

S1，使工业PC与主动伺服驱动器、负载伺服驱动器实现EtherCAT通信；

S2，在工业PC上的Qt编程环境下用C++编程语言对待测试的电机先进控制算法进行编程，并对相关控制参数进行设置；

S3，运行Qt软件，弹出图形用户界面；

S4，按下电机使能按钮，主动伺服电机使能；

S5，按下启动按钮，主动伺服电机启动，通过在工业PC上运行电机先进控制算法实现主动伺服电机闭环控制；在主动伺服电机运行时，按下电机加载按钮，负载伺服电机输出设定转矩值，实现对主动伺服电机加载；

S6，在主动伺服电机运行预设时长后，按下电机停止按钮，伺服电机停止运行，绘制主动伺服电机从启动到停止这段时间内的运行数据曲线；

S7，按下写入数据库按钮，将主动伺服电机的运行数据写入数据库。