CN104617845B - 伺服电机系统增益参数自调整方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服电机系统增益参数自调整方法及系统，增益参数包括位置环增益参数Kpp、速度环比例增益参数Kvp、速度环积分增益参数Kvi、低通滤波器时间参数T，方法包括：在伺服电机系统运行前，建立由Kpp、Kvp、Kvi、T四个参数构成的刚性表，并将刚性表划分为与该四个参数的递增变化对应的多个刚性等级；在伺服电机系统运行过程中执行以下步骤：(a)、根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；(b)、在采用最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动时，则对Kvi进行积分微调处理。本发明无需工作人员手动调试，可以自动快速的寻找到合适的增益参数。

Description

伺服电机系统增益参数自调整方法及系统

技术领域

本发明涉及伺服电机领域，尤其涉及一种伺服电机系统增益参数自调整方法及系统。

背景技术

在现有伺服应用中，参数调试涉及多个方面的内容，虽然最终体现出来的是增益参数即系统带宽，但实际调整时需要考虑负载惯量、机械共振、摩擦力抑制等不同因素，并针对这些因素进行单独调试，如果有要求比较严格的场合，还需要考虑增益切换、速度前馈等功能并进行单独调试。

这种单独进行参数调试的方法，除了需要理解伺服控制原理外，还需要对每个因素如何影响应用效果有比较清晰的理解，并在实际应用中针对这些影响单独调试，这无疑大大提高了对应用人员的要求，而且由于实际调试过程中碰到的现象都相通，也使得应用时多了很多重复的工作量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能有效减少重复工作、简化应用人员的工作流程的伺服电机系统增益参数自调整方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种伺服电机系统增益参数自调整方法，所述增益参数包括位置环增益参数Kpp、速度环比例增益参数Kvp、速度环积分增益参数Kvi、低通滤波器时间参数T，所述方法包括：在伺服电机系统运行前，建立由Kpp、Kvp、Kvi、T四个参数构成的刚性表，并按Kvp在初始增益和最大增益之间进行区域划分将所述刚性表划分为与该四个参数的递增变化对应的多个刚性等级；在伺服电机系统运行过程中执行以下步骤：

(a)、根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；

(b)、在采用所述最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动时，则对速度环积分增益参数Kvi进行积分微调处理；

所述超调的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置与系统输入所对应的理论位置的差值超出定位范围；伺服系统出现抖动的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置的走势与系统输入所对应的理论位置的走势相反。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其中，所述步骤(a)之前包括自动识别伺服电机系统中的摩擦力F和系统总惯量J：多次采样电磁转矩Te和加速度a，通过最小二乘法拟合伺服运动方程以计算系统总惯量J和伺服系统所受的外力Td，摩擦力F等于外力Td；所述伺服运动方程为：Te＝J*a+Td；

其中，Te代表电磁转矩，单位为N*m；a代表加速度，单位为rad/sec2；J代表系统总惯量，单位为Kg*m2；Td代表伺服系统所受的外力，单位为N。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其中，所述伺服电机系统输入为周期性的脉冲信号，所述步骤(a)中以脉冲信号的半个周期为时间间隔依次调整所述刚性等级，且所述步骤(a)之前还包括以下条件步骤：

(a0)、在脉冲信号的半个周期完成后，根据所述系统总惯量J和电机惯量Jm确定负载惯量Js，并判断负载惯量Js与电机惯量Jm的惯量比是否稳定，若惯量比稳定，则继续步骤(a)，若惯量比不稳定，则退出自调整。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其中，所述步骤(a)通过以下方式确认最高刚性等级：在未检测到共振且刚性等级达到最大限制值时，将此时的最大限制值确定为所述最高刚性等级；在检测到共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，将此时的刚性等级进行降级处理后确定为所述最高刚性等级。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其中，所述振动检测包括：对编码器输出信号进行频谱分析以获取振幅和频率，如果分析得到的振幅超过阈值，则判定系统发生共振，分析得到的频率为所述共振频率。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其中，当首次出现共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，则根据当前的共振频率设置陷波器，并验证该陷波器是否有效，如果无效，则确立最高刚性等级后转步骤(b)；如果有效，则继续增加刚性等级直至确定所述最高刚性等级。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，所述步骤(b)中，对参数Kvi进行积分微调处理包括：逐步减小速度环积分增益参数Kvi直至微调次数到达预设次数或者积分到限制值。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其中，所述步骤(a)和步骤(b)之间还包括：

(ab)、确定定位时间最小的系统模式，并在步骤(b)中采取该系统模式，其中，所述系统模式包含四种：增益参数恒定不变；增益参数带切换；增益参数不变且加入摩擦补偿；增益参数切换且加入摩擦补偿。

本发明还公开了一种伺服电机系统增益参数自调整系统，所述增益参数包括位置环增益参数Kpp、速度环比例增益参数Kvp、速度环积分增益参数Kvi、低通滤波器时间参数T，包括：

惯量和摩擦识别模块：用于自动识别系统总惯量J和摩擦力F；

最高刚性等级确定模块：用于根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用按Kvp在初始增益和最大增益之间进行区域划分所得的刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；

积分微调处理模块：用于在采用所述最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动时，则对速度环积分增益参数Kvi进行积分微调处理；

所述超调的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置与系统输入所对应的理论位置的差值超出定位范围；伺服系统出现抖动的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置的走势与系统输入所对应的理论位置的走势相反。

本发明所述的伺服电机系统增益参数自调整系统，其中，所述惯量和摩擦识别模块包括采样单元和计算单元，最高刚性等级确定模块包括振动检测单元、陷波器设置单元、刚性等级调整单元；

采样单元：用于多次采样电磁转矩Te和加速度a；

计算单元：用于通过最小二乘法拟合伺服运动方程以计算所述总惯量J和伺服系统所受的外力Td；其中，所述摩擦力F等于外力Td；所述伺服运动方程为：Te＝J*a+Td；Te代表电磁转矩，单位为N*m；a代表加速度，单位为rad/sec2；J代表总惯量，单位为Kg*m2；Td代表伺服系统所受的外力，单位为N；

振动检测单元：用于对编码器输出信号进行频谱分析以获取振幅和频率，如果分析得到的振幅超过阈值，则判定系统发生共振，分析得到的频率为所述共振频率；

刚性等级调整单元：用于依次增加所述刚性等级，并通过以下方式确认最高刚性等级：在未检测到共振且刚性等级达到最大限制值时，将此时的最大限制值确定为所述最高刚性等级；在检测到共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，将此时的刚性等级进行降级处理后确定为所述最高刚性等级；

陷波器设置单元：用于在首次出现共振且共振频率不低于预设频率值时，根据当前的共振频率设置陷波器，并验证该陷波器是否有效，如果无效，则确立最高刚性等级后通知积分微调处理模块工作；如果有效，则控制刚性等级调整单元继续增加刚性等级直至确定所述最高刚性等级。

实施本发明的伺服电机系统增益参数自调整方法及系统，具有以下有益效果：本发明的方法无需工作人员手动调试各种增益参数，而是在系统运行的过程中自动寻找合适的增益参数，本发明将增益参数以刚性表的形式来进行输出，在避免系统共振的情况下，找到伺服系统所能容许的最高刚性等级，并且在该最高刚性等级的基础上，如果伺服系统发生抖动或超调，则可通过对参数Kvi进行积分微调处理；该方法无需工作人员手动调试，可以自动快速的寻找到合适的增益参数；进一步的，本发明中还可在伺服电极系统运行过程中根据曲线拟合的方法自动识别系统总惯量J和摩擦力F。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是伺服电机系统的模型结构示意图；

图2是本发明伺服电机系统增益参数自调整方法的较佳实施例的流程图；

图3是本发明伺服电机系统增益参数自调整方法的较佳实施例中步骤100通过最小二乘法拟合伺服运动方程的曲线拟合示意图；

图4是本发明伺服电机系统增益参数自调整方法的较佳实施例中步骤200确定最高刚性等级的流程图；

图5是本发明伺服电机系统增益参数自调整方法的较佳实施例中步骤300积分微调的流程图；

图6是本发明伺服电机系统增益参数自调整方法的较佳实施例中步骤300判断伺服系统是否出现超调或者抖动的判定示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1，该图示意出了伺服电机的模型结构，该模型结构属于现有技术，该模型中，图中pos代表系统输入，其为一个周期性的脉冲信号，θ代表伺服系统中编码器的反馈信号，s为微分标志，是Laplace转换因子。模型中待定参数有：位置环增益参数Kpp、速度环比例增益参数Kvp、速度环积分增益参数Kvi、低通滤波器时间参数T、系统总惯量J和摩擦力F，本发明的目的即是自动确定所有待定参数值，以使得系统增益处于最佳增益。

本发明首先建立由Kpp、Kvp、Kvi、T四个参数构成的刚性表，并将所述刚性表划分为与该四个参数的递增变化对应的多个刚性等级。由于Kpp、Kvi、T这3个参数都分别与参数Kvp相关，因此可以将Kpp、Kvp、Kvi、T进行组合得到一个刚性表，刚性表中，将Kvp在其初始增益和最大增益之间进行区域划分，从而将所述刚性表划分为与该四个参数的递增变化对应的多个刚性等级,伺服电机系统运行时采取的刚性等级越高，伺服电机系统响应效果越好。

参考图2，在伺服电机系统运行过程中，本发明的增益参数自调整主要包括以下几个主要步骤：

步骤100：确定系统总惯量J和摩擦力F；

步骤200：根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；

步骤300：在采用所述最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动，则对速度环积分增益参数Kvi进行积分微调处理。

其中，步骤100可以采用现有技术手动调整，本发明中优选的该步骤是自动识别摩擦力F和系统总惯量J，在系统运行的过程中直接确定总惯量J和摩擦力F。其原理是，根据伺服运动方程有：

T_e＝J*a+T_d (1)

其中，T_e代表电磁转矩，单位为N*m；a代表加速度，单位为rad/sec²；J代表总惯量，单位为Kg*m²；T_d代表伺服系统所受的外力，单位为N。

加速度a和电磁转矩T_e均为已知值，这样公式(1)即为总惯量J、外力T_d的二元一次方程，多次采样的电磁转矩T_e和加速度a，就可以把多个采样点得到的方程(1)看成是系统总惯量J、外力T_d的二元一次方程组，再采用最小二乘的方式来逼近实际的曲线，参考图3，系统总惯量J一定是正值，因此图中曲线的斜率大于零，为保证计算结果收敛，需要按照如图3所示的方式进行采样，即a包括了正值和负值，也即伺服系统包括加速和减速过程。

由于辨识的外力T_d可认为是需要进行补偿的摩擦力F，因此确定了外力T_d即可确定摩擦力F。而在确定了系统总惯量J和摩擦力F之后，剩下的待定参数仅为增益参数，增益参数可通过调整系统的刚性等级获取。具体的，参考图4，步骤200具体包括：

步骤201：将刚性等级设置为最低限制值；

步骤202：一个定位周期完成后，判断惯量比是否稳定，如果稳定则转步骤203，否则判定自调整失败，退出自调整。

惯量比＝负载惯量J_s/电机惯量J_m，由于上述步骤100中已经计算获得了总惯量J，而电机惯量J_m是已知的，所以由此可以计算得到惯量比。在惯量比稳定的场合，本发明的自调整效果尤佳。

此处，一个定位周期是指系统输入的脉冲信号pos的周期的一半，即图1中所示意的一个梯形脉冲所对应的时间。因为自调整的过程越快越好，而脉冲信号Pos的半个周期完成后，一定会采集到加速数据和减速数据，一定会计算出惯量比，所以此处选取一个定位周期作为自调整的时间间隔。

步骤203：基于FFT算法，对编码器输出信号进行频谱分析以获取振幅和频率：如果分析得到的振幅超过阈值，则判定系统发生共振，此时分析得到的频率即为共振频率，转步骤204，否则，如果分析得到的振幅没有超过阈值，则认为系统没有发生共振，转步骤207；

步骤204：判断共振频率是否低于预设频率值，如果是，则转步骤207，否则转步骤205。本实施例中预设频率值选取的100Hz。

此步骤的目的是，在振动检测时，如果得到的共振频率点较低时，则应该忽略，如果使用陷波器的话，反而会加大系统相位延时，导致系统不稳定而振动。

步骤205：判断是否已经设置陷波器，如果已经设置，则转步骤209，否则，如果没有设置陷波器，则转步骤206。

步骤206：根据步骤203中FFT计算的共振频率设置陷波器，本发明的陷波器采用的二阶陷波器，其模型如下所示：

该模型中，参数B是系统运行之前已经设置好的，ω₀即可被设置为共振频率。需要明确的是，此处的陷波器类型仅仅为举例说明，只要能实现对共振频率的限制都在本发明的保护范围之内。

步骤207：判断当前刚性等级是否达到最大限制值，如果达到，则转步骤208，如果没有达到，则将刚性等级加1后，继续转步骤202。

如果步骤207是从步骤206跳转而来，即出现共振后，系统可以设置一次陷波器对该共振点进行限制，以供继续往上调整刚性等级，因为陷波器的设置会加大系统相位延时，所以综合考虑，仅给予一次设置陷波器的机会。

步骤208：将当前刚性等级确定为最高刚性等级并结束最高刚性等级的搜寻。

步骤209：将当前的刚性等级降级后作为最高刚性等级，并结束最高刚性等级的搜寻；此处将刚性等级降级主要是为了避免出现共振，根据经验，一般优选的为降低2级，这样可以在获取最佳增益的条件下留有一定的余量以避免出现共振。

可见最高刚性等级的搜寻过程有两种结束路径，一种是在步骤208确定最高刚性等级，一种是在步骤209确定最高刚性等级。

优选的，在第一次设置陷波器后，还可以对该陷波器是否有效进行验证。例如，在步骤206设置陷波器后，维持刚性等级不变，基于FFT算法对重新获取的编码器输出进行频谱分析，并判断振幅相对于之前同样的刚性等级下的振幅是否减小了，如果减小则认为陷波器有效；否则认为陷波器无效，并直接转步骤209。

在确定了最高刚性等级之后，参考图4，步骤300具体包括：

步骤301：确定定位时间最小的系统模式；

所述系统模式包含四种：增益参数恒定不变；增益参数带切换；增益参数不变且加入摩擦补偿；增益参数切换且加入摩擦补偿。此处通过尝试使用不同的系统模式以确定哪种系统模式定位时间最小。这四种系统模式是用于功能切换而设置的模式，此处不再赘述。

步骤302：将伺服系统的刚性等级设置为步骤200中确定的最高刚性等级，系统模式设为步骤301中确定的定位时间最小的系统模式；

步骤303：判断系统是否出现超调或者抖动，如果是，则转步骤304，否则，自调整结束；

参考图6，伺服系统出现超调的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置与系统输入所对应的理论位置的差值超出定位范围；伺服系统出现抖动的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置的走势与系统输入所对应的理论位置的走势相反。

步骤304：微调速度环积分增益参数Kvi，此处微调主要是降低Kvi。

步骤305：判断是否微调次数到达预设次数或者积分到限制值，如果是，则自调整结束，否则转步骤304继续进行微调。其中，预设次数的经验值一般为6次。

本发明还公开了一种伺服电机系统增益参数自调整系统，其包括：

惯量和摩擦识别模块：用于自动识别系统总惯量J和摩擦力F；

最高刚性等级确定模块：用于根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；

积分微调处理模块：用于在采用所述最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动时，则对速度环积分增益参数Kvi进行积分微调处理。

其中，所述惯量和摩擦识别模块包括采样单元和计算单元，最高刚性等级确定模块包括振动检测单元、陷波器设置单元、刚性等级调整单元；

采样单元：用于多次采样电磁转矩Te和加速度a；

计算单元：用于通过最小二乘法拟合伺服运动方程以计算所述总惯量J和伺服系统所受的外力Td；其中，所述摩擦力F等于外力Td；所述伺服运动方程为：Te＝J*a+Td；Te代表电磁转矩，单位为N*m；a代表加速度，单位为rad/sec2；J代表总惯量，单位为Kg*m2；Td代表伺服系统所受的外力，单位为N；

振动检测单元：用于对编码器输出信号进行频谱分析以获取振幅和频率，如果分析得到的振幅超过阈值，则判定系统发生共振且分析得到的频率为所述共振频率；

刚性等级调整单元：用于依次增加所述刚性等级，并通过以下方式确认最高刚性等级：在未检测到共振且刚性等级达到最大限制值时，将此时的最大限制值确定为所述最高刚性等级；在检测到共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，将此时的刚性等级进行降级处理后确定为所述最高刚性等级；

陷波器设置单元：用于在首次出现共振且共振频率不低于预设频率值时，根据当前的共振频率设置陷波器，并验证该陷波器是否有效，如果无效，则确立最高刚性等级后通知积分微调处理模块工作；如果有效，则控制刚性等级调整单元继续增加刚性等级直至确定所述最高刚性等级。

综上所述，本发明的方法无需工作人员手动调试各种增益参数，而是在系统运行的过程中自动寻找合适的增益参数，本发明将增益参数以刚性表的形式来进行输出，在避免系统共振的情况下，找到伺服系统所能容许的最高刚性等级，并且在该最高刚性等级的基础上，如果伺服系统发生抖动或超调，则可通过对参数Kvi进行积分微调处理；该方法无需工作人员手动调试，可以自动快速的寻找到合适的增益参数；进一步的，本发明中还可在伺服电极系统运行过程中根据曲线拟合的方法自动识别系统总惯量J和摩擦力F。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种伺服电机系统增益参数自调整方法，所述增益参数包括位置环增益参数Kpp、速度环比例增益参数Kvp、速度环积分增益参数Kvi、低通滤波器时间参数T，其特征在于，所述方法包括：在伺服电机系统运行前，建立由Kpp、Kvp、Kvi、T四个参数构成的刚性表，并按Kvp在初始增益和最大增益之间进行区域划分将所述刚性表划分为与该四个参数的递增变化对应的多个刚性等级；在伺服电机系统运行过程中执行以下步骤：

(a)、根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；

(b)、在采用所述最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动时，对速度环积分增益参数Kvi进行积分微调处理；

所述步骤(b)中，伺服系统出现超调的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置与系统输入所对应的理论位置的差值超出定位范围；伺服系统出现抖动的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置的走势与系统输入所对应的理论位置的走势相反。

2.根据权利要求1所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，所述步骤(a)之前包括自动识别伺服电机系统中的摩擦力F和系统总惯量J：多次采样电磁转矩T_e和加速度a，通过最小二乘法拟合伺服运动方程以计算系统总惯量J和伺服系统所受的外力T_d，摩擦力F等于外力T_d；所述伺服运动方程为：T_e＝J*a+T_d；

其中，T_e代表电磁转矩，单位为N*m；a代表加速度，单位为rad/sec²；J代表系统总惯量，单位为Kg*m²；T_d代表伺服系统所受的外力，单位为N。

3.根据权利要求1或2所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，所述伺服电机系统输入为周期性的脉冲信号，所述步骤(a)中以脉冲信号的半个周期为时间间隔依次调整所述刚性等级，且所述步骤(a)之前还包括以下条件步骤：

(a0)、在脉冲信号的半个周期完成后，根据所述系统总惯量J和电机惯量J_m确定负载惯量J_s，并判断负载惯量J_s与电机惯量J_m的惯量比是否稳定，若惯量比稳定，则继续步骤(a)，若惯量比不稳定，则退出自调整。

4.根据权利要求1所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，所述步骤(a)通过以下方式确认最高刚性等级：在未检测到共振且刚性等级达到最大限制值时，将此时的最大限制值确定为所述最高刚性等级；在检测到共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，将此时的刚性等级进行降级处理后确定为所述最高刚性等级。

5.根据权利要求4所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，所述振动检测包括：对编码器输出信号进行频谱分析以获取振幅和频率，如果分析得到的振幅超过阈值，则判定系统发生共振且分析得到的频率为所述共振频率。

6.根据权利要求5所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，当首次出现共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，根据当前的共振频率设置陷波器，并验证该陷波器是否有效，如果无效，则确立最高刚性等级后转步骤(b)；如果有效，则继续增加刚性等级直至确定所述最高刚性等级。

7.根据权利要求1所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，所述步骤(b)中，对参数Kvi进行积分微调处理包括：逐步减小速度环积分增益参数Kvi直至微调次数到达预设次数或者积分到限制值。

8.根据权利要求1所述的伺服电机系统增益参数自调整方法，其特征在于，所述步骤(a)和步骤(b)之间还包括：

(ab)、确定定位时间最小的系统模式，并在步骤(b)中采取该系统模式，其中，所述系统模式包含四种：增益参数恒定不变；增益参数带切换；增益参数不变且加入摩擦补偿；增益参数切换且加入摩擦补偿。

9.一种伺服电机系统增益参数自调整系统，所述增益参数包括位置环增益参数Kpp、速度环比例增益参数Kvp、速度环积分增益参数Kvi、低通滤波器时间参数T，其特征在于，包括：

惯量和摩擦识别模块：用于自动识别系统总惯量J和摩擦力F；

最高刚性等级确定模块：用于根据伺服电机系统输入和编码器输出，依次采用按Kvp在初始增益和最大增益之间进行区域划分所得的刚性等级逐渐升高的四个参数的组合并进行振动检测以确定最高刚性等级；

积分微调处理模块：用于在采用所述最高刚性等级的参数组合运行的伺服系统出现超调或者抖动时，对速度环积分增益参数Kvi进行积分微调处理；

所述超调的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置与系统输入所对应的理论位置的差值超出定位范围；伺服系统出现抖动的判断标准是：编码器输出所对应的反馈位置的走势与系统输入所对应的理论位置的走势相反。

10.根据权利要求9所述的伺服电机系统增益参数自调整系统，其特征在于，所述惯量和摩擦识别模块包括采样单元和计算单元，最高刚性等级确定模块包括振动检测单元、陷波器设置单元、刚性等级调整单元；

采样单元：用于多次采样电磁转矩T_e和加速度a；

计算单元：用于通过最小二乘法拟合伺服运动方程以计算所述总惯量J和伺服系统所受的外力T_d；其中，所述摩擦力F等于外力T_d；所述伺服运动方程为：T_e＝J*a+T_d；T_e代表电磁转矩，单位为N*m；a代表加速度，单位为rad/sec²；J代表总惯量，单位为Kg*m²；T_d代表伺服系统所受的外力，单位为N；

振动检测单元：用于对编码器输出信号进行频谱分析以获取振幅和频率，如果分析得到的振幅超过阈值，则判定系统发生共振且分析得到的频率为所述共振频率；

刚性等级调整单元：用于依次增加所述刚性等级，并通过以下方式确认最高刚性等级：在未检测到共振且刚性等级达到最大限制值时，将此时的最大限制值确定为所述最高刚性等级；在检测到共振且检测到的共振频率不低于预设频率值时，将此时的刚性等级进行降级处理后确定为所述最高刚性等级；

陷波器设置单元：用于在首次出现共振且共振频率不低于预设频率值时，根据当前的共振频率设置陷波器，并验证该陷波器是否有效，如果无效，则确立最高刚性等级后通知积分微调处理模块工作；如果有效，则控制刚性等级调整单元继续增加刚性等级直至确定所述最高刚性等级。