CN101243607B - 系统识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种系统识别装置，其能够仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩以及粘滞摩擦。系统识别装置设置有：位置幅值计算器，用于输出位置幅值；位置转矩指令积分值乘法器，用于输出位置转矩指令积分值乘积值；位置转矩指令积分值平均计算器，用于输入位置转矩指令积分值乘积值，并且随后输出位置转矩指令积分值的平均；速度转矩指令积分值乘法器，用于输出速度转矩指令积分值乘积值；速度转矩指令积分值平均计算器，用于输入速度转矩指令积分值乘积值，并且随后输出速度转矩指令积分值的平均；以及第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于从位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

Description

系统识别装置

技术领域

本发明涉及一种系统识别装置，用于识别电机中的惯性力矩以及粘滞摩擦。

背景技术

根据现有技术的系统识别装置通过用积分器的积分时间除指令转矩差的N阶积分值的稳态值来识别控制对象的惯性力矩，作为通过从PI控制系统指令转矩中减去等价IP控制系统指令转矩而获得的信号的N阶时间积分值(例如参见专利文献1)。

图8是一个方框图，示出了根据现有技术的系统识别装置。

在图8中，801表示第一混合器，802表示比例放大器，803表示积分器，804表示第二混合器，805表示控制对象，806表示控制对象库仑摩擦，807表示一阶滞后滤波器，以及808表示N阶积分。

下面将参照图8，说明根据现有技术的系统识别装置的结构和操作。

第一混合器801输出从速度指令中减去一个速度而获得的信号。比例放大器802输入第一混合器801的输出，并且输出通过放大该输入信号而获得的信号。积分器803输入比例放大器802的输出，并且随后输出PI控制系统指令转矩，作为通过将输入信号与该输入信号的一阶时间积分值放大值相加而获得的值。第二混合器804输出通过将PI控制系统指令转矩与控制对象库仑摩擦806的输出相加而获得的值。控制对象805输入第二混合器804的输出，并且随后输出速度。控制对象库伦摩擦806输入该速度，并且随后输出具有恒定绝对值且与该输入信号反号的信号。一阶滞后滤波器807输入PI控制系统指令转矩，并且随后输出等价IP控制系统指令转矩。N阶积分808输入通过从PI控制系统指令转矩中减去等价IP控制系统指令转矩而获得信号，并且随后输出指令转矩差N阶积分值作为输入信号的N阶时间积分值。

如所述的上述结构，由积分器803的积分时间除具有恒定符号的速度指令的指令转矩差N阶积分值的稳态值，来识别控制对象805的惯性力矩。

专利文献1：公开号JP-A-7-333084(第8页，图8(a))

发明内容

待解决的问题

然而，根据现有技术的系统识别装置使用具有恒定符号的速度指令。为此，问题在于，识别惯性力矩需要足够大的移动范围，并且不能够识别具有限制移动范围的电机的惯性力矩。

考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种系统识别装置，对于具有使用任意周期速度指令或周期位置指令的任意线性控制规则的速度控制系统和位置控制系统，能够抑制恒定转矩扰动的影响以及抑制在转矩指令中噪声的影响，从而仅通过短时间内非常少的操作来识别电机中的惯性力矩以及粘滞摩擦。此外，本发明的一个目的是提供一种系统识别装置，对于使用仅通过简单计算的任意周期速度指令或周期位置指令的任意线性控制规则，能够抑制恒定转矩扰动的影响，从而仅通过短时间内非常少的操作来识别电机中的惯性力矩以及粘滞摩擦。

解决这些问题的方法

为了解决这些问题，本发明的第一方面涉及一种系统识别装置，包括：

速度指令发生器，用于输出速度指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

速度控制器，用于输入速度指令和速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入转矩指令、位置和速度，并且随后计算并输出电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为输入信号的基频分量的幅值；

位置转矩指令积分值乘法器，用于输入位置和转矩指令，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置的基频分量与转矩指令的N阶时间积分值的乘积值，其中将N设定到包括零的自然数；

位置转矩指令积分值平均计算器，用于输入位置转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值的平均，作为输入信号的一周期平均；

速度转矩指令积分值乘法器，用于输入转矩指令和速度，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为速度的基频分量与转矩指令的N阶时间积分值的乘积值；

速度转矩指令积分值平均计算器，用于输入速度转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值的平均，作为输入信号的一周期平均；以及

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均，并且随后计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

此外，本发明的第二方面涉及一种系统识别装置，包括：

位置指令发生器，用于输出位置指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

位置控制器，用于输入位置指令和位置，并且随后输出速度指令；

速度控制器，用于输入速度指令和速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入转矩指令、位置和速度，并且随后计算并输出电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为输入信号的基频分量的幅值；

位置转矩指令积分值乘法器，用于输入位置和转矩指令，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置的基频分量与转矩指令的N阶时间积分值的乘积值，其中将N设定到包括零的自然数；

位置转矩指令积分值平均计算器，用于输入位置转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值的平均，作为输入信号的一周期平均；

速度转矩指令积分值乘法器，用于输入转矩指令和速度，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为速度的基频分量与转矩指令的N阶时间积分值的乘积值；

速度转矩指令积分值平均计算器，用于输入速度转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值的平均，作为输入信号的一周期平均；以及

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均，并且随后计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

此外，本发明的第三方面涉及根据本发明的第一或第二方面的系统识别装置，其中位置转矩指令积分值乘法器和速度转矩指令积分值乘法器将转矩指令的N阶时间积分值设定为转矩指令的零阶时间积分值。

另外，本发明的第四方面涉及根据本发明的第一或第二方面的系统识别装置，位置转矩指令积分值乘法器和速度转矩指令积分值乘法器将转矩指令的N阶时间积分值设定为转矩指令的一阶时间积分值。

此外，本发明的第五方面涉及根据本发明的第一或第二方面的系统识别装置，其中

位置幅值计算器利用傅立叶变换计算位置基频分量作为位置的基频分量，并且随后计算并输出位置幅值，

位置转矩指令积分值乘法器利用傅立叶变换，计算位置基频分量作为位置的基频分量以及计算转矩指令基频分量作为转矩指令的基频分量，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置基频分量与转矩指令基频分量的N阶时间积分值的乘积值，以及

速度转矩指令积分值乘法器利用傅立叶变换计算转矩指令基频分量作为转矩指令的基频分量，以及计算速度基频分量作为速度的基频分量，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为转矩指令基频分量的N阶时间积分值与速度基频分量的乘积值。

此外，本发明的第六方面涉及根据本发明的第一或第二方面的系统识别装置，其中位置幅值计算器利用带通滤波器计算位置基频分量作为位置的基频分量，并且随后计算并输出位置幅值，

位置转矩指令积分值乘法器利用带通滤波器，计算位置基频分量作为位置的基频分量，以及计算转矩指令基频分量作为转矩指令的基频分量，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置基频分量与转矩指令基频分量的N阶时间积分值的乘积值，以及

速度转矩指令积分值乘法器利用带通滤波器，计算转矩指令基频分量作为转矩指令的基频分量，以及计算速度基频分量作为速度的基频分量，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为转矩指令基频分量的N阶时间积分值与速度基频分量的乘积值。

另外，本发明的第七方面涉及一种系统识别装置，包括：

速度指令发生器，用于输出速度指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

速度控制器，用于输入速度指令和速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入转矩指令、位置和速度，并且随后计算并输出电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为输入信号的基频分量的幅值；以及

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入位置幅值和转矩指令，以及通过傅立叶变换计算转矩指令的傅立叶系数，并且随后利用位置幅值和傅立叶系数计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

此外，本发明的第八方面涉及一种系统识别装置，包括：

位置指令发生器，用于输出位置指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

位置控制器，用于输入位置指令和位置，并且随后输出速度指令；

速度控制器，用于输入速度指令和速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入转矩指令、位置和速度，并且随后计算并输出电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为输入信号的基频分量的幅值；以及

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入位置幅值和转矩指令，以及通过傅立叶变换计算转矩指令的傅立叶系数，并且随后利用位置幅值和傅立叶系数计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

此外，本发明的第九方面涉及根据本发明的第一方面的系统识别装置，其中当速度指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示和位置幅值由A表示时，

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(1)和(2)计算电机中的惯性力矩J和粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\mathrm{\θ}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(1\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(2\right)$

另外，本发明的第十方面涉及根据本发明的第二方面的系统识别装置，其中当位置指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示和位置幅值由A表示时，

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(1)和(2)计算电机中的惯性力矩J和粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\mathrm{\θ}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(1\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\text{\ω}}^2{A}^2}---\left(2\right)$

此外，本发明的第十一方面涉及根据本发明的第一方面的系统识别装置，其中

当速度指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示和位置幅值由A表示时，

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(3)和(4)计算电机中的惯性力矩J和粘滞摩擦D的识别值：

$J=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(3\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\mathrm{\θ}}_0}}{A^2}---\left(4\right)$

此外，本发明的第十二方面涉及根据本发明的第二方面的系统识别装置，其中

当位置指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示和位置幅值由A表示时，

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(3)和(4)计算电机中的惯性力矩J和粘滞摩擦D的识别值：

$J=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(3\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\mathrm{\θ}}_0}}{A^2}---\left(4\right)$

另外，本发明的第十三方面涉及根据本发明的第7方面的系统识别装置，其中

当速度指令的基频由ω表示、位置幅值由A表示、转矩指令的基频余弦分量的傅立叶系数由a0表示和转矩指令的基频正弦分量的傅立叶系数由b0表示时，

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(5)和(6)计算电机中的惯性力矩J和粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{a_0}{{\mathrm{\ω}}^{2}A}---\left(5\right)$

$D=-\frac{b_0}{\mathrm{\ωA}}---\left(6\right)$

此外，本发明的第十四方面涉及根据本发明的第八方面的系统识别装置，其中

当速度指令的基频由ω表示、位置幅值由A表示、转矩指令的基频余弦分量的傅立叶系数由a0表示和转矩指令的基频正弦分量的傅立叶系数由b0表示时，

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(5)和(6)计算电机中的惯性力矩J和粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{a_0}{{\mathrm{\ω}}^{2}A}---\left(5\right)$

$D=-\frac{b_0}{\mathrm{\ωA}}---\left(6\right)$

发明益处

根据本发明的第一方面，在具有任意线性控制规则的速度控制系统中，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

此外，根据本发明的第二方面，在具有任意线性控制规则的位置控制系统中，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

进一步，根据本发明的第三、第九和第十方面，对于使用任意周期速度指令或周期位置指令的任意线性控制规则，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

另外，根据本发明的第四、第十一和第十二方面，对于使用任意周期速度指令或周期位置指令的任意线性控制规则，能够抑制恒定转矩扰动的影响，能够控制转矩指令中噪声的影响，并且能够仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

进一步，根据本发明的第五和第六方面，对于使用任意周期速度指令或周期位置指令的任意线性控制规则，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过短时间内非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

此外，根据本发明的第七、第八、第十三和第十四方面，对于使用任意周期速度指令或周期位置指令的任意线性控制规则，仅通过简单计算，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过短时间内非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

附图说明

图1是方框图，示出了根据第一示例的系统识别装置；

图2是详细方框图，示出了在根据第一示例的系统识别装置中的惯性力矩和粘滞摩擦识别器；

图3是方框图，示出了根据第二示例的系统识别装置；

图4A和4B是示出了仿真结果的图，其中在根据第二示例的系统识别装置中改变惯性力矩的净值；

图5A和5B是示出了仿真结果的图，其中在根据第二示例的系统识别装置中改变粘滞摩擦的净值；

图6A和6B是示出了仿真结果的图，其中在根据第二示例的系统识别装置中改变恒定转矩扰动；

图7是详细方框图，示出了在根据第四示例的系统识别装置中的惯性力矩和粘滞摩擦识别器；

图8是方框图，示出了根据现有技术的系统识别装置。

附图标记说明

101    速度指令发生器

102    速度控制器

103    转矩控制器

104    电机

105    位置检测器

106    微分器

107    惯性力矩和粘滞摩擦识别器

201    位置幅值计算器

202    位置转矩指令积分值乘法器

203    位置转矩指令积分值平均计算器

204    速度转矩指令积分值乘法器

205    速度转矩指令积分值平均计算器

206    第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器

301    位置指令发生器

302    位置控制器

701    第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器

801    第一混合器

802    比例放大器

803    积分器

804    第二混合器

805    控制对象

806    控制对象库伦摩擦

807    一阶滞后滤波器

808    N阶积分

具体实施方式

以下将参照附图说明根据本发明的实施例。

第一示例

图1是方框图，示出了根据第一示例的系统识别装置。

在图1中，101表示速度指令发生器，102表示速度控制器，103表示转矩控制器，104表示电机，105表示位置检测器，106表示微分器，以及107表示惯性力矩和粘滞摩擦识别器。

以下将参照图1说明第一示例中的系统识别装置的结构。

速度指令发生器101输出速度指令。速度控制器102输入该速度指令和速度，并且随后输出转矩指令。转矩控制器103输入该转矩指令，并且随后输出电机电流。由该电机电流驱动电机104，并且位置检测器105检测并输出其位置。微分器106输入该位置，并且随后输出速度。惯性力矩和粘滞摩擦识别器107输入该转矩指令、位置以及速度，并且随后计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，作为电机104中的惯性力矩以及粘滞摩擦。

图2是详细方框图，示出了在根据第一示例的系统识别装置中的惯性力矩和粘滞摩擦识别器。

在图2中，201表示位置幅值计算器，202表示位置转矩指令积分值乘法器，203表示位置转矩指令积分值平均计算器，204表示速度转矩指令积分值乘法器，205表示速度转矩指令积分值平均计算器，以及206表示第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器。

首先，将参照图2说明根据第一示例的惯性力矩和粘滞摩擦识别器107的详细结构。

位置幅值计算器201输入位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为输入信号的基频分量幅值。位置转矩指令积分值乘法器202输入该位置和转矩指令，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置的基频分量与转矩指令的零阶时间积分值的乘积值。位置转矩指令积分值平均计算器203输入该位置转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值的平均，作为输入信号的一周期平均。速度转矩指令积分值乘法器204输入转矩指令和速度，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为速度置的基频分量与转矩指令的零阶时间积分值的乘积值。速度转矩指令积分值平均计算器205输入该速度转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值的平均，作为输入信号的一周期平均。第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器206输入位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均，并且随后计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，作为电机104内的惯性力矩以及粘滞摩擦。

随后，将参照图1和图2说明根据第一示例的惯性力矩和粘滞摩擦识别器107的原理。

由等式(7)表示包括转矩控制器103、电机104和位置检测器105的开环系统的运动方程，其中电机104的惯性力矩由J表示，粘滞摩擦由D表示，转矩指令由Tref表示，恒定转矩扰动由w表示，并且位置由θ表示。

$J\stackrel{..}{\mathrm{\θ}}+D\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}=T_{\mathrm{ref}}-w---\left(7\right)$

当将速度指令设定为具有频率ω的正弦波时，在稳定状态中位置也是具有频率ω的正弦波，并且由等式(8)来表示。

θ＝Acosωt      (8)

在这种情况下，A表示位置幅值。

将等式(8)代入等式(7)来执行转矩指令的计算，于是得到等式(9)。

$T_{\mathrm{ref}}=J\stackrel{..}{\mathrm{\θ}}+D\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}+w$

$=-{\mathrm{\ω}}^2\mathrm{AJ}\cos \mathrm{\ωt}-\mathrm{\ω}\mathrm{AD}\sin \mathrm{\ωt}+w---\left(9\right)$

基于等式(8)和(9)，由等式(10)表示从位置转矩指令积分值乘法器202中输出的位置转矩指令积分值乘积值。

$T_{\mathrm{ref}}\mathrm{\θ}=-{\mathrm{\ω}}^2{A}^{2}J{\cos }^2\mathrm{\ωt}-\mathrm{\ω}{A}^{2}D\cos \mathrm{\ω}t\sin \mathrm{\ωt}+\mathrm{wA}\cos \mathrm{\ωt}$

$=-{\mathrm{\ω}}^2{A}^{2}J(\frac{1}{2}\cos 2\mathrm{\ωt}+\frac{1}{2})-\mathrm{\ω}{A}^{2}D\frac{1}{2}\sin 2\mathrm{\ωt}+\mathrm{wA}\cos \mathrm{\ωt}---\left(10\right)$

由等式(11)表示惯性力矩J，该等式使用位置转矩指令积分值的平均作为等式(10)中的一个周期平均。

$J=-\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}}\mathrm{\θ}}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(11\right)$

此外，基于等式(8)和(9)，由等式(12)表示从速度转矩指令积分值乘法器204中输出的速度转矩指令积分值乘积值。

$T_{\mathrm{ref}}\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}={\mathrm{\ω}}^3{A}^{2}J\cos \mathrm{\ω}t\sin \mathrm{\ωt}+{\mathrm{\ω}}^2{A}^{2}D{\sin }^2\mathrm{\ωt}-\mathrm{w\ω}\sin \mathrm{\ωt}$

$={\mathrm{\ω}}^3{A}^2\sin 2\mathrm{\ωt}+{\mathrm{\ω}}^2{A}^{2}D(-\frac{1}{2}\cos 2\mathrm{\ωt}+\frac{1}{2})-\mathrm{wA}\sin \mathrm{\ωt}---\left(12\right)$

由等式(13)表示粘滞摩擦D，该等式使用速度转矩指令积分值的平均作为等式(12)中的一个周期平均。

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}}\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(13\right)$

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器206能够使用等式(11)和(13)，计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，作为电机104中的惯性力矩J和粘滞摩擦D。

等式(11)和(13)不包括恒定转矩扰动w。因此，恒定转矩扰动w不影响惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

随后，将参照图1和图2说明根据第一示例的惯性力矩和粘滞摩擦识别器107的操作。

位置幅值计算器201使用傅立叶变换或带通滤波器计算位置基频分量作为位置的基频分量，并且随后计算并输出位置幅值作为其幅值。位置转矩指令积分值乘法器202使用傅立叶变换或带通滤波器，计算位置基频分量作为位置的基频分量，以及计算转矩指令积分值基频分量作为转矩指令的零阶时间积分值的基频分量，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置基频分量与转矩指令积分值基频分量的乘积值。速度转矩指令积分值乘法器204使用傅立叶变换或带通滤波器，计算转矩指令积分值基频分量作为转矩指令的零阶时间积分值的基频分量，以及计算速度基频分量作为速度的基频分量，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为转矩指令积分值基频分量与速度基频分量的乘积值。对于任何周期性速度指令，通过将等式(11)和(13)中的转矩指令Tref设定为转矩指令基频分量并且将位置θ设定为位置基频分量，第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器206能够计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

从而，根据第一示例的系统识别装置使用位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均。因此，在具有任意线性规则的速度控制系统中，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过非常少的操作识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

第二示例

图3是方框图，示出了根据第二示例的系统识别装置。

在图3中，102表示速度控制器，103表示转矩控制器，104表示电机，105表示位置检测器，106表示微分器，107表示惯性力矩和粘滞摩擦识别器，301表示位置指令发生器，以及302表示位置控制器。

以下将参照图3说明根据第二示例的系统识别装置的结构。

位置指令发生器301输出位置指令。位置控制器302输入该位置指令和位置，并且随后输出速度指令。速度控制器102输入该速度指令和速度，并且随后输出转矩指令。转矩控制器103输入该转矩指令，并且随后输出电机电流。由该电机电流驱动电机104，并且由位置检测器105检测并输出该位置。微分器106输入该位置，并且随后输出速度。惯性力矩和粘滞摩擦识别器107输入该转矩指令、位置以及速度，并且随后计算并输出电机104中的惯性力矩和粘滞摩擦的惯性力矩识别值和粘滞摩擦识别值。

由于根据本示例的惯性力矩和粘滞摩擦识别器107的结构与第一实施例的相同，所以省略其说明。

以下将说明根据第二实施例的仿真。

在仿真中使用的数值由等式(14)表示。

J_m＝0.116×10^-4kg·m²，J_l＝0.8164×10^-4kg·m²，J^*＝J_m+J_l

D^*＝0.001N·m·s/rad，T_rat＝0.637N·m

K_p＝40rad/s，K_v＝40(2π)rad/s，K_vj＝K_vJ_m

T＝125×10^-6s，u₀＝0.01rad，ω＝1(2π)rad/s，w＝0N·m    (14)

假设通过施加刚性负载到电机而获得电机104，Jm表示电机的惯性力矩，J1表示负载的惯性力矩，J^*表示电机104的惯性力矩的净值，D^*表示粘滞摩擦的净值，Trat表示额定转矩，T表示控制周期，w表示恒定转矩扰动，以及将位置控制器302设定为具有增益Kp的比例控制，将速度控制器102设定为具有增益Kvj的比例控制，以及将位置指令设定为具有频率ω和幅值u0的正弦波。

图4A和4B是示出了仿真结果的图，其中在根据第二示例的系统识别装置中改变惯性力矩的净值。图4A示出了根据等式(15)计算的惯性力矩识别误差eJ，其中改变负载惯性力矩。图4B示出了根据等式(16)计算的粘滞摩擦识别误差eD，其中改变负载惯性力矩。

$e_J=\frac{|J-J^{*}|}{J^{*}}\·100\%---\left(15\right)$

$e_D=\frac{|D-D^{*}|}{D^{*}}\·100\%---\left(16\right)$

在这种情况下，J表示惯性力矩识别值，D表示粘滞摩擦识别值。

在图4A和4B中，当负载的粘滞摩擦与电机的惯性力矩的比率J1/Jm从0％到10000％变化时，惯性力矩识别误差是0.6％或更小，而粘滞摩擦识别误差是1％或更小。因为在等式(15)中的分母是减小的，所以图4A中所示的惯性力矩识别误差随着在负载的惯性力矩中的减小而增加。

图5A和5B是示出了仿真结果的图，其中在根据第二示例的系统识别装置中改变粘滞摩擦的净值。图5A示出了根据等式(15)计算的惯性力矩识别误差eJ，其中改变粘滞摩擦。图5B示出了根据等式(16)计算的粘滞摩擦识别误差eD，其中改变粘滞摩擦。在图5A中，当粘滞摩擦从0N*m*s/rad到0.01N*m*s/rad变化时，惯性力矩识别误差是1％或更少。在图5B中，当粘滞摩擦从0.001N*m*s/rad到0.01N*m*s/rad变化时，粘滞摩擦识别误差是0.06％或更少。由于等式(16)中的分母接近于零，所以粘滞摩擦识别误差随着在粘滞摩擦中的减小而增加。

图6A和6B是示出了仿真结果的图，其中在根据第二示例的系统识别装置中改变恒定转矩扰动。图6A示出了根据等式(15)计算的惯性力矩识别误差eJ，其中改变恒定转矩扰动。图6B示出了根据等式(16)计算的粘滞摩擦识别误差eD，其中改变恒定转矩扰动。

在图6A和图6B中，当恒定转矩扰动与额定转矩的比率w/Trat从0％到50％变化时，惯性力矩识别误差是0.07％或更小，并且粘滞摩擦识别误差是0.07％或更小。

在仿真中，位置幅值通常等于或小于0.02rad(在17位编码器中417个脉冲)。

从而，根据第二示例的系统识别装置使用位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均。因此，在具有任意线性规则的位置控制系统中，能够抑制恒定转矩扰动的影响，并且能够仅通过非常少的操作识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

第三示例

第三示例与第一和第二示例的不同之处在于，第三示例使用一种结构，其中位置转矩指令积分值乘法器202和速度转矩指令积分值乘法器204使用转矩指令的一阶时间积分值代替转矩指令的零阶时间积分值。由于其它的结构与第一和第二示例中的结构相同，所以将省略其描述。

首先，将参照图1、2和3说明本示例的原理。

由根据第一示例的等式(7)表示包括转矩控制器103、电机104和位置检测器105的开环系统的运动方程，其中电机104的惯性力矩由J表示，粘滞摩擦由D表示，转矩指令由Tref表示，恒定转矩扰动由w表示，并且位置由θ表示。当将速度指令或位置指令设定为具有频率ω的正弦波时，在稳定状态中位置也是具有频率ω的正弦波，并且由根据第一示例的等式(8)来表示。将等式(8)代入等式(7)来执行转矩指令的计算，于是得到等式(9)。由等式(17)表示将作为等式(9)中的一阶时间积分值的转矩指令积分值。

${\∫T}_{\mathrm{ref}}\mathrm{dt}=-\mathrm{\ω}\mathrm{AJ}\sin \mathrm{\ωt}+\mathrm{AD}\cos \mathrm{\ωt}+\mathrm{wt}---\left(17\right)$

通过将等式(8)与(17)相乘，得到位置转矩指令积分值乘积值，从而得到等式(18)。

$\∫T_{\mathrm{ref}}\mathrm{dt\θ}=-\mathrm{\ω}{A}^{2}J\cos \mathrm{\ω}t\sin \mathrm{\ωt}+A^{2}D{\cos }^2\mathrm{\ωt}+\mathrm{Awt}\cos \mathrm{\ωt}$

$=-\frac{\mathrm{\ω}{A}^{2}J}{2}\sin 2\mathrm{\ωt}+A^{2}D(\frac{1}{2}\cos 2\mathrm{\ωt}+\frac{1}{2})+\mathrm{Awt}\cos \mathrm{\ωt}---\left(18\right)$

以与第一示例相同的方式，根据等式(18)计算电机104的粘滞摩擦D，从而得到等式(19)。

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}}\mathrm{dt\θ}}}{A^2}---\left(19\right)$

在这种情况下，横线表示一周期平均。

此外，基于等式(8)和(17)，由等式(20)表示速度转矩指令积分值乘积值。

${\∫T}_{\mathrm{ref}}\mathrm{dt}\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}={\mathrm{\ω}}^2{A}^{2}J{\sin }^2\mathrm{\ωt}-\mathrm{\ω}{A}^{2}D\cos \mathrm{\ω}t\sin \mathrm{\ωt}-\mathrm{\ω}\mathrm{Awt}\sin \mathrm{\ωt}$

$={\mathrm{\ω}}^2{A}^{2}J(\frac{1}{2}-\frac{1}{2}\cos 2\mathrm{\ωt})-\mathrm{\ω}{A}^{2}D\frac{1}{2}\sin 2\mathrm{\ωt}-\mathrm{\ω}\mathrm{Awt}\sin \mathrm{\ωt}---\left(20\right)$

使用在等式(20)中的一周期平均，由等式(21)得到电机104的惯性力矩J。

$J=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}}\mathrm{dt}\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(21\right)$

使用等式(19)和(21)，第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器206能够计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，作为电机104中的粘滞摩擦D和惯性力矩J。等式(19)和(21)不包括恒定转矩扰动w。因此，恒定转矩扰动w不影响惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。当转矩指令包括噪声时，转矩指令积分值的波形比转矩指令的波形更平滑。通过使用等式(19)和(21)，能够在惯性力矩和粘滞摩擦的识别值上抑制噪声的影响。

随后，将参照图1到3说明根据第三示例的操作。

位置幅值计算器201使用傅立叶变换或带通滤波器计算位置基频分量作为位置的基频分量，并且随后计算并输出位置幅值作为其幅值。位置转矩指令积分值乘法器202使用傅立叶变换或带通滤波器计算位置基频分量作为位置的基频分量，以及计算转矩指令积分值基频分量作为转矩指令的一阶时间积分值的基频分量，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为位置基频分量与转矩指令积分值基频分量的乘积值。速度转矩指令积分值乘法器204使用傅立叶变换或带通滤波器计算转矩指令积分值基频分量作为转矩指令的一阶时间积分值的基频分量，以及计算速度基频分量作为速度的基频分量，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为转矩指令积分值基频分量与速度基频分量的乘积值。对于任何周期性速度指令或周期性位置指令，通过将等式(19)和(21)中的转矩指令Tref设定为转矩指令基频分量并且将位置θ设定为位置基频分量，第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器206能够计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

即使当使用转矩指令的N阶时间积分值代替转矩指令的一阶时间积分值时，其中将N设定到包括0的自然数；即，即使当在输入位置和转矩指令并将N设定为包括0的自然数时将位置转矩指令积分值乘法器202构造为计算并输出位置转矩指令积分值乘积值作为位置的基频分量与转矩指令的N阶时间积分值的乘积值时，以及当在输入转矩指令和速度并将N设定为包括0的自然数时将速度转矩指令积分值乘法器204构造为计算并输出速度转矩指令积分值乘积值作为速度的基频分量与转矩指令的N阶时间积分值的乘积值时；第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器206能够以与本示例中相同的方式计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

从而，根据第三示例的系统识别装置使用位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均。因此，能够抑制恒定转矩扰动的影响并控制转矩指令中噪声的影响，从而仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。

第四示例

图7是详细方框图，示出了在根据第四示例的系统识别装置中的惯性力矩和粘滞摩擦识别器。

在图7中，201表示位置幅值计算器，以及701表示第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器。

第四示例不同于第一、第二和第三之处在于，根据第四示例的惯性力矩和粘滞摩擦识别器107由下述构成：位置幅值计算器201，其用于输入位置并且随后计算并输出位置幅值作为输入信号的基频分量幅值；以及第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器701，其用于输入位置幅值和转矩指令，并且随后通过傅立叶变换计算转矩指令的傅立叶系数以及随后通过使用位置幅值和傅立叶系数计算并输出惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

以下将参照图1、3和7说明根据本发明的原理和操作。

位置幅值计算器201利用傅立叶变换计算由等式(22)表示的位置基频分量。

θ₀＝Acosωt    (22)

这里，A表示位置幅值，而ω表示速度指令或位置指令的基频。

第二惯性力矩和粘滞摩擦识别器701利用傅立叶变换计算由等式(23)表示的转矩指令基频分量。

T_ref0＝a₀cosωt+b₀sinωt    (23)

这里，a0和b0表示傅立叶系数。

由等式(22)和(23)获得等式(24)。

$T_{\mathrm{ref}0}{\mathrm{\θ}}_0=a_{0}A{\cos }^2\mathrm{\ωt}+b_{0}A\cos \mathrm{\ω}t\sin \mathrm{\ωt}$

$=a_{0}A(\frac{1}{2}\cos 2\mathrm{\ωt}+\frac{1}{2}){+b}_{0}A\frac{1}{2}\sin 2\mathrm{\ωt}---\left(24\right)$

从等式(24)的一周期平均获得等式(25)。

$\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\mathrm{\θ}}_0}=\frac{a_{0}A}{2}---\left(25\right)$

在图1或图3中以与在根据第一示例的等式(11)中相同的方式，使用等式(25)，根据等式(26)得到电机104的惯性力矩J。

$J=-\frac{a_0}{{\mathrm{\ω}}^{2}A}---\left(26\right)$

由等式(22)和(23)得到等式(27)。

$T_{\mathrm{ref}0}{\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_0=-a_0\mathrm{\ω}A\cos \mathrm{\ω}t\sin \mathrm{\ωt}-b_0\mathrm{\ωA}{\sin }^2\mathrm{\ωt}$

$=-a_0\mathrm{\ωA}\frac{1}{2}\sin 2\mathrm{\ωt}-b_0\mathrm{\ωA}(-\frac{1}{2}\cos 2\mathrm{\ωt}+\frac{1}{2})---\left(27\right)$

从等式(27)的一周期平均获得等式(28)。

$\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\stackrel{.}{\text{\θ}}}_0}=-\frac{b_0\mathrm{\ωA}}{2}---\left(28\right)$

以与等式(13)中相同的方式，使用等式(28)，通过等式(29)给定电机104的粘滞摩擦D。

$D=-\frac{b_0}{\mathrm{\ωA}}---\left(29\right)$

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器701能够使用等式(26)和(29)计算惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，作为电机104中的惯性力矩J和粘滞摩擦D。等式(26)和(29)不包括恒定转矩扰动w。因此，恒定转矩扰动w不影响惯性力矩和粘滞摩擦的识别值。

从而，根据该示例的系统识别装置使用位置幅值的傅立叶系数和转矩指令基频分量。因此，对于任意线性规则，仅通过利用任意周期速度指令或周期位置指令的简单计算能够仅通过短时间内非常少的操作而识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦，同时抑制恒定转矩扰动的影响。

工业实用性

通过使用位置幅值、位置转矩指令积分值的平均和速度转矩指令积分值的平均，能够仅通过非常少的操作来识别电机中的惯性力矩和粘滞摩擦。因此，能够广泛地应用到例如芯片安装器的常规工业设备。

Claims (18)

1.一种系统识别装置，包括：

速度指令发生器，用于输出速度指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

速度控制器，用于输入所述速度指令和所述速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入所述转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入所述转矩指令、所述位置和所述速度，并且随后计算并输出所述电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中所述惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入所述位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为所述位置的基频分量的幅值；

位置转矩指令积分值乘法器，用于输入所述位置和所述转矩指令，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为所述位置的基频分量与所述转矩指令的N阶时间积分值的乘积值，其中将N设定为包括零的自然数；

位置转矩指令积分值平均计算器，用于输入所述位置转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值的平均，作为所述位置转矩指令积分值乘积值的一周期平均；

速度转矩指令积分值乘法器，用于输入所述转矩指令和所述速度，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为所述速度的基频分量与所述转矩指令的N阶时间积分值的乘积值；

速度转矩指令积分值平均计算器，用于输入所述速度转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值的平均，作为所述速度转矩指令积分值乘积值的一周期平均；以及

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入所述位置幅值、所述位置转矩指令积分值的平均和所述速度转矩指令积分值的平均，并且随后计算并输出所述惯性力矩和所述粘滞摩擦的识别值。

2.根据权利要求1的系统识别装置，其中所述位置转矩指令积分值乘法器和所述速度转矩指令积分值乘法器将所述转矩指令的N阶时间积分值设定为所述转矩指令的零阶时间积分值。

3.根据权利要求1的系统识别装置，其中所述位置转矩指令积分值乘法器和所述速度转矩指令积分值乘法器将所述转矩指令的N阶时间积分值设定为所述转矩指令的一阶时间积分值。

4.根据权利要求1的系统识别装置，其中所述位置幅值计算器利用傅立叶变换计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，并且随后计算并输出所述位置幅值，

所述位置转矩指令积分值乘法器利用傅立叶变换计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，以及计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，并且随后计算并输出所述位置转矩指令积分值乘积值，作为所述位置基频分量与所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值的乘积值，以及

所述速度转矩指令积分值乘法器利用傅立叶变换计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，以及计算速度基频分量作为所述速度的基频分量，并且随后计算并输出所述速度转矩指令积分值乘积值，作为所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值与所述速度基频分量的乘积值。

5.根据权利要求1的系统识别装置，其中所述位置幅值计算器利用带通滤波器计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，并且随后计算并输出所述位置幅值，

所述位置转矩指令积分值乘法器利用所述带通滤波器计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，以及计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，并且随后计算并输出所述位置转矩指令积分值乘积值，作为所述位置基频分量与所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值的乘积值，以及

所述速度转矩指令积分值乘法器利用所述带通滤波器计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，以及计算速度基频分量作为所述速度的基频分量，并且随后计算并输出所述速度转矩指令积分值乘积值，作为所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值与所述速度基频分量的乘积值。

6.根据权利要求1的系统识别装置，其中

当所述速度指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示、并且所述位置幅值由A表示时，

所述第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(1)和(2)计算所述电机中的所述惯性力矩J和所述粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\mathrm{\θ}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(1\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(2\right)$

7.根据权利要求1的系统识别装置，其中

当所述速度指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示、并且所述位置幅值由A表示时，

所述第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(3)和(4)计算所述电机中的所述惯性力矩J和所述粘滞摩擦D的识别值：

$J=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(3\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\mathrm{\θ}}_0}}{A^2}---\left(4\right)$

8.一种系统识别装置，包括：

位置指令发生器，用于输出位置指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

位置控制器，用于输入所述位置指令和所述位置，并且随后输出速度指令；

速度控制器，用于输入所述速度指令和所述速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入所述转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入所述转矩指令、所述位置和所述速度，并且随后计算并输出所述电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中所述惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入所述位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为所述位置的基频分量的幅值；

位置转矩指令积分值乘法器，用于输入所述位置和所述转矩指令，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值乘积值，作为所述位置的基频分量与所述转矩指令的N阶时间积分值的乘积值，其中将N设定为包括零的自然数；

位置转矩指令积分值平均计算器，用于输入所述位置转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出位置转矩指令积分值的平均，作为所述位置转矩指令积分值乘积值的一周期平均；

速度转矩指令积分值乘法器，用于输入所述转矩指令和所述速度，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值乘积值，作为所述速度的基频分量与所述转矩指令的N阶时间积分值的乘积值；

速度转矩指令积分值平均计算器，用于输入所述速度转矩指令积分值乘积值，并且随后计算并输出速度转矩指令积分值的平均，作为所述速度转矩指令积分值乘积值的一周期平均；以及

第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入所述位置幅值、所述位置转矩指令积分值的平均和所述速度转矩指令积分值的平均，并且随后计算并输出所述惯性力矩和所述粘滞摩擦的识别值。

9.根据权利要求8的系统识别装置，其中所述位置转矩指令积分值乘法器和所述速度转矩指令积分值乘法器将所述转矩指令的N阶时间积分值设定为所述转矩指令的零阶时间积分值。

10.根据权利要求8的系统识别装置，其中所述位置转矩指令积分值乘法器和所述速度转矩指令积分值乘法器将所述转矩指令的N阶时间积分值设定为所述转矩指令的一阶时间积分值。

11.根据权利要求8的系统识别装置，其中所述位置幅值计算器利用傅立叶变换计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，并且随后计算并输出所述位置幅值，

所述位置转矩指令积分值乘法器利用傅立叶变换计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，以及计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，并且随后计算并输出所述位置转矩指令积分值乘积值，作为所述位置基频分量与所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值的乘积值，以及

所述速度转矩指令积分值乘法器利用傅立叶变换计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，以及计算速度基频分量作为所述速度的基频分量，并且随后计算并输出所述速度转矩指令积分值乘积值，作为所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值与所述速度基频分量的乘积值。

12.根据权利要求8的系统识别装置，其中所述位置幅值计算器利用带通滤波器计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，并且随后计算并输出所述位置幅值，

所述位置转矩指令积分值乘法器利用所述带通滤波器计算位置基频分量作为所述位置的基频分量，以及计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，并且随后计算并输出所述位置转矩指令积分值乘积值，作为所述位置基频分量与所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值的乘积值，以及

所述速度转矩指令积分值乘法器利用所述带通滤波器计算转矩指令基频分量作为所述转矩指令的基频分量，以及计算速度基频分量作为所述速度的基频分量，并且随后计算并输出所述速度转矩指令积分值乘积值，作为所述转矩指令基频分量的N阶时间积分值与所述速度基频分量的乘积值。

13.根据权利要求8的系统识别装置，其中

当所述位置指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示、并且所述位置幅值由A表示时，

所述第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(1)和(2)计算所述电机中的所述惯性力矩J和所述粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\mathrm{\θ}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(1\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{T_{\mathrm{ref}0}{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(2\right)$

14.根据权利要求8的系统识别装置，其中

当所述位置指令的基频由ω表示、转矩指令基频分量由Tref0表示、位置基频分量由θ0表示、并且所述位置幅值由A表示时，

所述第一惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(3)和(4)计算所述电机中的所述惯性力矩J和所述粘滞摩擦D的识别值：

$J=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_0}}{{\mathrm{\ω}}^2{A}^2}---\left(3\right)$

$D=\frac{2\stackrel{\‾}{{\∫T}_{\mathrm{ref}0}\mathrm{dt}{\mathrm{\θ}}_0}}{A^2}---\left(4\right)$

15.一种系统识别装置，包括：

速度指令发生器，用于输出速度指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

速度控制器，用于输入所述速度指令和所述速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入所述转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入所述转矩指令、所述位置和所述速度，并且随后计算并输出所述电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中所述惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入所述位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为所述位置的基频分量的幅值；以及

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入所述位置幅值和所述转矩指令，以及通过傅立叶变换计算所述转矩指令的傅立叶系数，并且随后利用所述位置幅值和所述傅立叶系数计算并输出所述惯性力矩和所述粘滞摩擦的识别值。

16.根据权利要求15的系统识别装置，其中

当所述速度指令的基频由ω表示、所述位置幅值由A表示、所述转矩指令的基频余弦分量的傅立叶系数由a0表示、并且所述转矩指令的基频正弦分量的傅立叶系数由b0表示时，

所述第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(5)和(6)计算所述电机中的所述惯性力矩J和所述粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{a_0}{{\mathrm{\ω}}^{2}A}---\left(5\right)$

$D=-\frac{b_0}{\mathrm{\ωA}}---\left(6\right)$

17.一种系统识别装置，包括：

位置指令发生器，用于输出位置指令；

微分器，用于输入由位置检测器检测的电机位置，并且随后输出速度；

位置控制器，用于输入所述位置指令和所述位置，并且随后输出速度指令；

速度控制器，用于输入所述速度指令和所述速度，并且随后输出转矩指令；

转矩控制器，用于输入所述转矩指令，并且随后利用电机电流驱动电机；以及

惯性力矩和粘滞摩擦识别器，用于输入所述转矩指令、所述位置和所述速度，并且随后计算并输出所述电机中的惯性力矩和粘滞摩擦的识别值，

其中所述惯性力矩和粘滞摩擦识别器包括：

位置幅值计算器，用于输入所述位置，并且随后计算并输出位置幅值，作为所述位置的基频分量的幅值；以及

第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器，用于输入所述位置幅值和所述转矩指令，以及通过傅立叶变换计算所述转矩指令的傅立叶系数，并且随后利用所述位置幅值和所述傅立叶系数计算并输出所述惯性力矩和所述粘滞摩擦的识别值。

18.根据权利要求17的系统识别装置，其中

当所述速度指令的基频由ω表示、所述位置幅值由A表示、所述转矩指令的基频余弦分量的傅立叶系数由a0表示、并且所述转矩指令的基频正弦分量的傅立叶系数由b0表示时，

所述第二惯性力矩和粘滞摩擦计算器根据下列等式(5)和(6)计算所述电机中的所述惯性力矩J和所述粘滞摩擦D的识别值：

$J=-\frac{a_0}{{\mathrm{\ω}}^{2}A}---\left(5\right)$

$D=-\frac{b_0}{\mathrm{\ωA}}---\left(6\right)$

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