CN110336507A - 共振频率的检测、机械共振的抑制方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

一种共振频率的检测、机械共振的抑制方法、装置及介质，首先输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流，然后根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振，在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。通过采样伺服电机输出的电流获取共振频率，电流数值的获取是可以直接快速获取，且相比通过电机转速计算出共振频率，因获取的电流数值准确性高，保证获取的共振频率的准确性。

Description

共振频率的检测、机械共振的抑制方法、装置及介质

技术领域

本发明涉及机械控制技术领域，具体涉及共振频率的检测、机械共振的抑制方法、装置及介质。

背景技术

伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服系统的伺服电机通过机械传动装置将输出转矩传递给负载或者执行机构，从而驱动它们工作。伺服系统的机械传动部分经常使用传动轴、减速器、联轴器等传动装置连接电机和负载，而实际传动装置并不是理想刚体，在转矩传递过程中，传动装置会表现出一定的弹性形变，从而会引起电机转矩、电机转速和机械传动转矩出现机械谐振，系统发出噪声，当伺服系统长时间工作在机械谐振的状态下时，传动装置也会出现严重的损坏，引发工业事故。因此，对伺服系统机械谐振问题的研究具有较强的实际应用意义。

在伺服应用领域，为了进一步提高伺服系统的动态响应性能，需要增加速度环及位置环的增益。然而，随着增益的不断增加，会导致整个伺服系统特别是低刚度系统容易发生机械共振现象，目前主要从两个方面对伺服系统的机械共振现象进行抑制，一是从机械角度着手，通过调节伺服系统的机械结构，比如加固机械以提高系统的刚度或者增加避震环节来解决系统的共振现象；二是从控制角度着手，采用主动抑制的方法，基于电机侧的位置信息和速度信息，借助观测器对负载速度进行估计，从而进行机械共振抑制。

当系统发生机械共振时，伺服电机的电流处于正负交替饱和状态，电机在速度给定处出现强烈抖动，这无论对机械负载、伺服电机还是对伺服驱动器都极具威胁，负载端的抖动会导致负载的速度失准，电机速度抖动会消弱伺服驱动器的控制效果，并且将伺服驱动器的速度环带宽限制在机械共振频率以下。改变系统的机械结构这一方案不仅增加了系统的成本，同时也降低了系统的可靠性以及增加了系统的复杂性；而采用主动抑制的方法受限于观测器的准确性与实时性。

发明人在实施伺服系统机械谐振抑制时，发现如果无法准确确定系统发生机械共振，获取得到共振频率，就很难实现后续的伺服系统机械共振抑制。

因此现在亟需一种能检测出伺服系统发生机械共振的方案。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何检测出伺服系统发生机械共振，以实现机械共振抑制。

根据第一方面，一种实施例中提供一种伺服系统共振频率的检测方法，包括：

输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流；

根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振；

在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。

在其中一种可能实现方式中，所述根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振包括：

根据采样到的电流进行离散傅里叶变换，得到频谱数据；

根据所述频谱数据及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振。

在其中一种可能实现方式中，所述根据所述频谱数据及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振包括：

在所述频谱数据的频率幅值有N处大于预设的幅值时，则判断所述伺服系统发生机械共振，其中，N为大于或等于2的正整数；

在所述给定速度为预设值时，所述频谱数据的频率幅值只有一处大于预设的幅值时，则判断所述伺服系统发生机械共振。

在其中一种可能实现方式中，所述在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率包括：

根据所述给定速度得到对应的频率；

将所述频谱数据去除所述对应的频率得到共振频率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种伺服系统机械共振的抑制方法，包括：

获取共振频率，其中，所述共振频率通过如上所述的伺服系统共振频率的检测方法获取；

根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制。

在其中一种可能实现方式中，所述根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制包括：

根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数确定滤波系数；

根据所述滤波系数使能滤波器，以进行机械共振抑制。

在其中一种可能实现方式中，所述根据所述滤波系数使能滤波器，以进行机械共振抑制包括：

根据所述滤波系数使能滤波器，得到使能后的滤波器；

将给定电流输入至使能后的滤波器，得到输出电流；

将输出的电流与反馈电流输入调节器进行PI调节，输出相应的偏差电压；

将所述偏差电压进行PARK逆变换得到两相静止坐标下的电压；

将所述两相静止坐标下的电压进行空间电压矢量变换，输出三相PWM；

将所述三相PWM输入至逆变器，由所述逆变器输出三相电压；

根据所述三相电压驱动伺服电机，以抑制机械共振。

根据第三方面，一种实施例中提供一种伺服系统共振频率的检测装置，包括：

采样单元，用于输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流；

检测单元，用于根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振；

共振频率获取单元，用于在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。

根据第四方面，一种实施例中提供一种伺服系统机械共振抑制装置，包括：

获取单元，用于获取共振频率，其中，获取共振频率的方法通过上所述的伺服系统共振频率的检测方法获取；

抑制单元，用于根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制。

根据第四方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的伺服系统共振频率的检测方法。

本申请的有益效果是：

本申请提供的一种伺服系统共振频率的检测方法、装置及介质，首先输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流，然后根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振，在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。通过采样伺服电机输出的电流获取共振频率，电流数值的获取是可以直接快速获取，且相比通过电机转速计算出共振频率，获取的电流数值准确性高，保证获取的共振频率的准确性。

本申请提供的一种伺服系统机械共振的抑制方法及装置，首先获取共振频率，其中，所述共振频率通过上所述的伺服系统共振频率的检测方法获取，在经过上述方法能获取得到准确性高、可靠性高的共振频率，根据所述共振频率点、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制，基于准确性高的共振频率就能有效的进行共振抑制。

附图说明

图1为本发明实施提供的一种伺服系统共振频率的检测方法流程示意图；

图2为本发明实施提供的一种伺服系统结构示意图；

图3为本发明实施提供的另一种伺服系统结构示意图；

图4为本发明实施提供的另一种伺服系统共振频率的检测方法流程示意图；

图5为本发明实施提供的频谱数据示意图；

图6为本发明实施提供的另一种伺服系统共振频率的检测方法流程示意图

图7为本发明实施提供的一种伺服系统机械共振的抑制方法流程示意图；

图8为本发明实施提供的另一种伺服系统机械共振的抑制方法流程示意图；

图9为本发明实施提供的另一种伺服系统机械共振的抑制方法流程示意图；

图10为本发明实施提供的一种伺服系统共振频率的检测装置示意图

图11为本发明实施提供的一种伺服系统机械共振的抑制装置示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

需要说明的是，伺服系统一般包括编码器、控制单元、速度环、电流环、功率驱动装置和伺服电机。编码器用于采集伺服电机的转速。控制单元用于根据采集到的转速确定当前时刻发生谐振时，启动陷波器进行滤波。速度环用于在所述陷波器使能后，整定其自身输出信号。电流环用于在所述陷波器使能后，整定其自身输入信号。功率驱动装置用于接收所述电流环输出的信号，输出驱动信号。伺服电机用于接收所述驱动信号进行驱动。

在现有技术中，一般都是服控制器通过编码器采集伺服电机运行转速，将采集到的转速与预设的转速做差，得到转速差集之后，控制器对转速差集进行快速傅里叶变换得到频谱数据，将未发生机械共振时的频率幅值与谐振频率的最大值作为阈值，在后续得到的频率幅值与谐振频率的最大值大于该阈值时，则将对应的该谐振频率作为共振频率。编码器在对伺服电机转速的检测时会存在误差，对于增量式编码器来说，增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，由此计算出伺服电机转速。编码器易受到外界环境的干扰，则检测到的转子磁极位置与实际转子磁极位置有偏差，且位置偏差会随着时间的增加而逐渐增大，进而由编码器得到的电机转速存在偏差。本发明的构思是提供一种不同的伺服系统共振频率检测方法，通过对伺服电机的输出的电流进行分析，以获取得到共振频率。私服系统的控制器可以直接读取伺服电机输出的电流，而无须通过编码器对伺服电机的转速进行检测之后，再读取编码器输出的数值，能极大提高数据的可靠性。

实施例一

本发明实施例提供了一种伺服系统共振频率的检测方法，用于伺服系统，由控制器内部执行所述伺服系统共振频率的检测方法，或是由伺服电机控制系统之外的控制终端设备来执行所述伺服系统共振频率的检测，如图1所示，该方法可以包括步骤S11到步骤S13，下面具体说明。

步骤S11：输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流。

在本发明实施例中，给定速度是用户自己设置的，只要在伺服规定范围内，比如只要不报故障，可随意设定，只是设定好数值之后，就会算出电机的自有频率，根据电机输出的电流进行计算得到相应频率。

需要说明的是，伺服系统工作原理有三种控制模式，包括速度模式、转矩控制模式及位置控制模式，转矩控制模式，就是让伺服电机按给定的转矩进行旋转就是保持电机电流环的输出恒定。位置控制模式是上位机给到电机的设定位置和电机本身的编码器位置反馈信号或者设备本身的直接位置测量反馈进行比较形成位置环，以保证伺服电机运动到设定的位置。位置环的输出给到速度环作为速度环的设定。速度模式下就是电机速度设定和电机上所带编码器的速度反馈形成闭环控制，即是给定速度给定值，将速度给定值与速度反馈值形成闭环控制。以伺服电机实际速度和和设定速度一致，速度环的控制输出就是转矩模式的下的电流环的力矩给定。速度模式通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用，位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

在本发发明实施例中，伺服系统的工作原理控制模式可以使用速度模式，在速度模式下，通过输入给定速度之后，实时采集伺服电机输出的电流。参见图2，在速度模式下，输入给定速度则伺服电机就会输出对应的电流频率。图中PI即为PI调节器，根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。Clarke变换，将三相交流的矢量向两相直流转换。Park变换，将两相交流的矢量向两相直流转换。Park逆变换，将两相直流的矢量向两相交流转换。SVPWM模块，以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。IGBT是对SVPWM输出的信号进处理，PMSM是电机，接收IGBT输出的控制信号进行驱动，位置速度角度计算模块，根据在一定的时间间隔内，通过光电编码器产生的脉冲数来计算转速，可以计算出位置角。通过速度位置角度计算模块得到反馈速度ω，反馈速度ω与给定速度ω^*作差，其差值经过速度PI调节器构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，即给定转矩电流给定的励磁电流与反馈的励磁电流i_d经过PI调节器构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，即给定d轴电压U_d，转矩电流与转矩电流i_q经过PI调节器构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，即给定d轴电压U_q，磁极位置电角度θ与电流环PI调节器输出的U_d、U_q经过PARK逆变换得到两相静止坐标下的电压U_α、U_β。将得到的两相静止坐标下的电压U_α、U_β进行空间电压矢量变换(SVPWM)计算出三相PWM的占空比，并输出响应的三相PWM波到逆变器，由逆变器输出三相电压驱动永磁同步电机运行。编码器的光电编码器将转子的位置传送到位置速度角度计算模块进行计算，输出反馈速度，然后反馈速度ω再与给定速度输出至PI调节器，形成一个闭合的速度环。电流传感器将检测到的永磁同步电机三相定子电流i_a、i_b、i_c，经过CLARKE变换，得到两相静止坐标系下的电流i_α、i_β。校正后的转子磁极位置电角度θ与两相静止坐标下的电流i_α、i_β，经过Park变换得到两相同步旋转坐标系下的励磁电流i_d和转矩电流i_q，励磁电流i_d和转矩电流i_q作为反馈信号作用于PI控制器，形成一个闭合的电流环。参见图3，在输入给定速度下，伺服控制器对电机的U相电流进行M个点采样，采样数据存放于数组ipcb[M]，其中，M为采样的点数。

步骤S12：根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振。

在本发明实施例中，根据采集到的电流进行共振频率分析，相较于根据采集电机的转速差进行的共振频率分析，采集的电机输出电流比较容易实现，而且采集的数据不会出错，并且避免了采集电机转速的编码器的影响导致数据不准确。

在其中一种可能实现方式中，参见图4，步骤S12：根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振，至少包括步骤S21和步骤S22，下面具体说明。

步骤S21:根据采样到的电流进行离散傅里叶变换，得到频谱数据。

在本发明实施例中，根据电流数组ipcb[M]中采集到的M个电流采样值，对其进行频率分析，可以通过将电流数组ipcb[M]做DFT变换，计算出伺服系统的谐振频率；也可以将采集的速度差集输入频谱分析工具，以得到传动单元的谐振频谱图，通过对所述谐振频谱图分析来获取各个谐振频率，所述频谱分析工具可以包括现有的频谱分析仪或频谱分析软件。示例性的，同将电流数组ipcb[M]进行DFT(离散傅里叶变换)得到离散的频谱图，包括频率和幅值的波形，幅值定标到Q31格式，频谱分析可以采用库函数，调用该库函数对采样电流数据进行DFT后，定标到Q31格式，增强软件的兼容性及简便性。DFT计算公式为：

x(n)：电机输出电流采样序列，X(k):谐振频率幅值，M为采样的点数。考虑到已知给定速度WmSet，结合电机极对数H可求出该给定速度对应电机电流信号的频率，计算公式如下：

步骤S22:根据所述频谱数据及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振。

在步骤S21中，我们已经得到了由电机输出电流计算得到的频谱数据，包括谐振频率的波形以及幅值，根据谐振频率的波形、幅值及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振。

在本发明实施例中，给出了一种新的机械共振的判断方法，其对于现有的对谐振频率阈值与幅值的比较更为简单，实现算法少。

在其中一种可能实现方式中，步骤S22:根据所述频谱数据及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振，包括：

在所述频谱数据的频率幅值有N处大于预设的幅值时，则判断所述伺服系统发生机械共振，其中，N为大于或等于2的正整数；

在所述给定速度为预设值时，所述频谱数据的频率幅值只有一处大于预设的幅值时，则判断所述伺服系统发生机械共振。

在本发明实施例中，根据频谱数据的谐振频率幅值大于预设的幅值，且N处大于预设的幅值时，可以判断系统是否发生机械共振，示例性的，这里预设的幅值为50000，N为大于或等于2的正整数，在N为2时，参见图5，图中有三处的谐振频率幅值大于50000，则判断伺服系统发生机械共振。示例性的，可以给定速度大约为0，在给定速度大约为0或者一个很小的值，例如0.1、0.2这样的给定速度可能不会出现谐振频率的值，频谱数据中只有谐振频率幅值只有一处大于50000，则就判断伺服系统发生机械共振。因为在给定速度很小的时候，是无法检测到谐振频率幅值的，而此时出现的谐振频率幅值大于50000，就可以为判断伺服系统发生机械共振。共振频率是指一物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形，此一特定频率称之为共振频率。

步骤S13：在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。

在其中一种可能实现方式中，参见图6，步骤S13：在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率，包括步骤S31和步骤S32，下面具体说明。

步骤S31：根据所述给定速度得到对应的频率。

步骤S32：将所述频谱数据去除所述对应的频率得到共振频率。

在本发明实施例中，参见图5，可以从频谱数据图中直接获取符合条件的谐振频率即为共振频率，图中共有三处谐振频率大于50000，第一个是给定的速度对应的谐振频率，是已知的频率，后面两个谐振频率是因为振动产生的，在把第一个给定速度对应的已知谐振频率滤波去除之后就可以得到共振频率了。

在本发明实施例中，可以根据当前给定转速获取得到的对应电流频率，将所述电流频率进行频率分析，且经过上述步骤S12判断后，确定当前给定转速对应的谐振频率。在输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流，并实时分析出对应的谐振频率，根据步骤S12的条件判断出该给定速度对应的谐振频率，并对其进行标志。之后将所述频谱数据去除所述对应的频率，即去除标志的给定速度对于的谐振频率，即可得到了共振频率。

实施本发明实施例具有如下特点：

首先输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流，然后根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振，在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。通过采样伺服电机输出的电流获取共振频率，电流数值的获取是可以直接快速获取，且相比通过电机转速计算出共振频率，获取的电流数值准确性高，保证获取的共振频率的准确性。

实施例二

本发明实施例提供了一种伺服系统机械共振的抑制方法，用于伺服系统，由控制器内部执行所述伺服系统共振频率的检测方法，或是由伺服电机控制系统之外的控制终端设备来执行所述伺服系统共振频率的检测，如图7所示，该方法可以包括步骤S101到步骤S102，下面具体说明。

步骤S101：获取共振频率，其中，所述共振频率通过如实施例一所述的伺服系统共振频率的检测方法获取；

步骤S102：根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制。

在本发明实施例中，伺服电机在速度0到速度最大过程中可能会有一个频率点与机械共振频率点相同，导致整个系统振动大，噪声大。所以目前好多驱动器都带有陷波功能，就是将共振频率点设置进驱动器，当驱动器到达此频率点时就滤波输出，抑制此点频率。

参见图8，步骤S102：根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制，至少包括步骤S201和步骤S202，下面具体说明。

步骤S201：根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数确定滤波系数。

在本发明实施例中，选择带阻滤波器传递函数如下，其中G(s)为带阻滤波器传递函数，为滤波频率，B是滤波带宽。

根据带阻滤波器传递函数进行离散化求出G(Z)，公式如下，其中β＝cos(ω₀)

根据G(Z)得到带阻滤波器的滤波系数如下：

a1＝b2＝(1+α)*β

b1＝1

b3＝α

将滤波频率、滤波带宽以及采样频率代入滤波系数公式求出滤波差分方程的所有滤波系数值，求出的滤波差分方程如下：

b0*y(n)＝a0*x(n)+a1*x(n-1)+a2*x(n-2)-b1*y(n-1)-b2*y(n-2)

步骤S202：根据所述滤波系数使能滤波器，以进行机械共振抑制。

在其中一种可能实现方式中，使用三参数陷波器传递函数形式如下：

其中，ω_n为谐振角频率，d为陷波深度，w为陷波宽度，ω_n＝2πf，f是谐振频率。由d和w可确定陷波器的中心频率衰减幅度G和陷波带宽B：B＝2wω_n，记比值为所述陷波深度为-3dB频带宽度，所述谐振角频率为ω_n＝2πf，其中，f是谐振频率中的中心频率。陷波器方案的本质是通过加入陷波器使得系统Bode图在谐振点附近重回平滑。因此，陷波器的陷波深度应等于刚性系统和柔性系统在谐振频率处的的幅值增益差，再减去两系统幅频曲线在远端的间距。

对所述传递函数进行离散化，得到差分方程：

y(n)＝b₀x(n)+b₁x(n-1)+b₂x(n-2)-a₁y(n-1)-a₂y(n-2)

其中，x(n)为n时刻输入信号的值，y(n)为n时刻输出信号的值，b₀、b₁、b₂、a₁、a₂均为陷波器的滤波系数，则所述滤波系数的方程可以由ω_n、d和w确定，关系如下：

a₁＝b₁

其中，f_s为采样频率。

需要说明的是所述采样频率是用户自行设定对转速差集的采样的频率。初始化陷波器参数η＝1，B＝2ω_n，则有d＝w＝1。在伺服控制器内部计算出陷波参数后，通过陷波参数使能陷波器，由陷波器进行滤波去除。

参见图9，步骤S202：根据所述滤波系数使能滤波器，以进行机械共振抑制，至少包括步骤S301和步骤S307，下面具体说明。

步骤S301：根据所述滤波系数使能滤波器，得到使能后的滤波器。

步骤S302：将给定电流输入至使能后的滤波器，得到输出电流。

步骤S303：将输出的电流与反馈电流输入调节器进行PI调节，输出相应的偏差电压。

步骤S304：将所述偏差电压进行PARK逆变换得到两相静止坐标下的电压。

步骤S305：将所述两相静止坐标下的电压进行空间电压矢量变换，输出三相PWM。

步骤S306：将所述三相PWM输入至逆变器，由所述逆变器输出三相电压。

步骤S307：根据所述三相电压驱动伺服电机，以抑制机械共振。

在本发明实施例中，根据求出的系数使能滤波器，由滤波器去除点共振频率点，将Iq给定作为带阻滤波器的输入信号，对Iq给定进行带阻滤波得到Iq^*。将得到的Iq^*与Iq反馈值Iq^τ输入累加器后进行PI调节，计算公式如下：Uq:Q轴电压；Kp：电流环PI调节器的比例系数；Ki:电流环PI调节器的积分系数；Iq^*：Q轴参数电流，由速度环PI调节器的输出；Iq^τ：电流反馈值；

Uq＝K_p(Iq^*-Iq^τ)+k_i∫(Iq^*-Iq^τ)dt；

Uq、Ud经PARK逆变换得到两相静止坐标下电压Ualfa和Ubeta，再经过SVPWM空间电压矢量模块，得到6路驱动信号。其中Ualfa、Ubeta:两相静止坐标系下α、β轴的电压值；Uq、Ud：两相旋转坐标系下Q轴、D轴的电压；θ：旋转坐标系与静止坐标系的夹角；驱动信号经过IPM作用于电机上。

实施本发明实施例具有如下特点：

当系统发生机械共振时，该发明通过对U相电流的采样及DFT分析，可以自动辨识出系统的共振频率，随后生成滤波函数对Iq给定进行带阻滤波，可对q轴电流给定在共振频率点附近的信号进行衰减，达到抑制振动的效果。

实施例三

参见图10，一种伺服系统共振频率的检测装置，包括：

采样单元41，用于输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流。

检测单元42，用于根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振。

共振频率获取单元43，用于在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。

实施例四

参见图11，一种伺服系统机械共振的抑制装置，包括：

获取单元51，用于获取共振频率，其中，获取共振频率的方法通过如实施例一所述的伺服系统共振频率的检测方法获取。

抑制单元52，用于根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种伺服系统共振频率的检测方法，其特征在于，包括：

输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流；

根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振；

在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。

2.如权利要求1所述的伺服系统共振频率的检测方法，其特征在于，所述根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振包括：

根据采样到的电流进行离散傅里叶变换，得到频谱数据；

根据所述频谱数据及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振。

3.如权利要求2所述的伺服系统共振频率的检测方法，其特征在于，所述根据所述频谱数据及预设的逻辑判断伺服系统是否发生机械共振包括：

在所述频谱数据的频率幅值有N处大于预设的幅值时，则判断所述伺服系统发生机械共振，其中，N为大于或等于2的正整数；

在所述给定速度为预设值时，所述频谱数据的频率幅值只有一处大于预设的幅值时，则判断所述伺服系统发生机械共振。

4.如权利要求2或3所述的伺服系统共振频率的检测方法，其特征在于，所述在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率包括：

根据所述给定速度得到对应的频率；

将所述频谱数据去除所述对应的频率得到共振频率。

5.一种伺服系统机械共振的抑制方法，其特征在于，包括：

获取共振频率，其中，所述共振频率通过如权利要求1至4中任一项所述的伺服系统共振频率的检测方法获取；

根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制。

6.如权利要求5所述的伺服系统机械共振的抑制方法，其特征在于，所述根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制包括：

根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数确定滤波系数；

根据所述滤波系数使能滤波器，以进行机械共振抑制。

7.如权利要求6所述的伺服系统机械共振的抑制方法，其特征在于，所述根据所述滤波系数使能滤波器，以进行机械共振抑制包括：

根据所述滤波系数使能滤波器，得到使能后的滤波器；

将给定电流输入至使能后的滤波器，得到输出电流；

将输出的电流与反馈电流输入调节器进行PI调节，输出相应的偏差电压；

将所述偏差电压进行PARK逆变换得到两相静止坐标下的电压；

将所述两相静止坐标下的电压进行空间电压矢量变换，输出三相PWM；

将所述三相PWM输入至逆变器，由所述逆变器输出三相电压；

根据所述三相电压驱动伺服电机，以抑制机械共振。

8.一种伺服系统共振频率的检测装置，其特征在于，包括：

采样单元，用于输入给定速度，实时采样伺服电机输出的电流；

检测单元，用于根据采样到的电流及预设的逻辑检测伺服系统是否发生机械共振；

共振频率获取单元，用于在所述伺服系统发生机械共振时，获取共振频率。

9.一种伺服系统机械共振的抑制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取共振频率，其中，获取共振频率的方法通过如权利要求1至4中任一项所述的伺服系统共振频率的检测方法获取；

抑制单元，用于根据所述共振频率、预设的初始值以及预设的滤波函数进行机械共振抑制。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。