[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

说明书

本发明公开了一种伺服电机先进控制算法试验平台及工作方法，试验平台主要由工业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组成，当试验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，工业PC实时向主动伺服驱动器发送转矩指令，同时实时从主动伺服驱动器读取转速，实现电机速度环先进控制算法。当试验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，工业PC实时向主动伺服驱动器发送速度指令，同时实时从主动伺服驱动器读取位置，实现电机位置环先进控制算法。本发明能够大大减少了电机控制先进算法的验证时间和工作量，为科研人员实现各种电机控制先进算法提供了便捷。

技术领域

本发明涉及伺服控制技术领域，具体而言涉及一种用于伺服电机先进控制算法试验平台和工作方法。

背景技术

电机先进控制算法的理论研究已经较为深入，但真正能够用于实际电机控制且真正有效的控制算法却少之又少，主要原因在于许多科研机构缺乏通用性较强的试验平台来对电机先进控制算法的有效性进行验证，研究人员在进行理论研究时，可能理论仿真效果良好，但缺乏适用于电机先进控制算法的试验平台来验证所提算法的有效性，所以大部分电机先进控制算法的实际有效性很难得到快捷验证。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种用于伺服电机先进控制算法试验平台和工作方法，利用PC在环实现伺服电机先进速度(或位置)控制算法，大大减少了从理论控制算法到实际效果验证的工作量，为科研人员验证电机先进速度(或位置)控制算法提供便捷。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种伺服电机先进控制算法试验平台，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。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，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。

进一步地，所述工业PC通过对预先装入的非实时的Linux系统打入实时内核补丁的方式得到Linux实时系统。