CN113162513B - 电机伺服系统及其负载质量的辨识方法及装置 - Google Patents

电机伺服系统及其负载质量的辨识方法及装置 Download PDF

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CN113162513B CN202110395412.XA CN202110395412A CN113162513B CN 113162513 B CN113162513 B CN 113162513B CN 202110395412 A CN202110395412 A CN 202110395412A CN 113162513 B CN113162513 B CN 113162513B
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage

Abstract

本申请提出了一种电机伺服系统及其负载质量的辨识方法及装置，其中，方法包括获取电机的反馈力矩电流，获取电机的实际速度，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。本申请实施例中，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。

Description

电机伺服系统及其负载质量的辨识方法及装置
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种电机伺服系统及其负载质量的辨识方法及装置。
背景技术
相关技术中，在直线电机伺服系统使用过程中，负载质量与系统参数密切相关，同时与系统性能相关。常见的负载惯量辨识方法运行在速度环，但其通过规划的速度，不易得到运行距离，同时实际的运行距离与期望距离有差异，很容易发生撞边。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种电机伺服系统负载质量的辨识方法，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。
本申请的第二个目的在于提出一种电机伺服系统负载质量的辨识装置。
本申请的第三个目的在于提出一种电机伺服系统。
本申请的第四个目的在于提出一种电子设备。
本申请的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种电机伺服系统负载质量的辨识方法，包括：获取电机的反馈力矩电流；获取所述电机的实际速度；根据所述反馈力矩电流和所述实际速度辨识所述电机对应的负载的质量。
本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法，通过获取电机的反馈力矩电流，获取电机的实际速度，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。本申请实施例中，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。
根据本申请的一个实施例，所述获取所述电机的反馈力矩电流，包括：获取所述电机的相电流；对所述相电流进行转换，得到所述反馈力矩电流。
根据本申请的一个实施例，所述根据所述反馈力矩电流和所述实际速度辨识所述电机对应的负载的质量，包括：根据运行轨迹中加速段所述实际速度位于预设的第一速度和第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，以及减速段所述实际速度位于所述第一速度和所述第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，辨识所述负载的质量。
根据本申请的一个实施例，所述运行轨迹中同一方向的所述运行轨迹中包括所述加速段、所述减速段和匀速段。
根据本申请的一个实施例，所述运行轨迹包括以下任意一种：正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹。
根据本申请的一个实施例，同一方向的所述运行轨迹中加速度和减速度的大小相等。
根据本申请的一个实施例，对于同一方向的所述运行轨迹，采用如下公式辨识所述负载的质量：
Figure BDA0003018418230000021
其中，所述m为所述负载的质量，所述T1为加速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述T2为加速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述I(t)为t时刻时对应的所述反馈力矩电流，所述T3为减速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述T4为减速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述
Figure BDA0003018418230000022
为所述电机的推力系数，所述v1为所述第一速度，所述v2为所述第二速度，所述v1小于所述v2。
根据本申请的一个实施例，所述第一速度不为零，所述第二速度小于所述运行轨迹中的期望最大速度。
根据本申请的一个实施例，所述运行轨迹包括多个方向的运行轨迹时，将所述多个方向的运行轨迹对应的所述负载的质量的平均值确定为所述负载的质量。
为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种电机伺服系统负载质量的辨识装置。包括：电流获取模块，用于获取电机的反馈力矩电流；速度获取模块，用于获取所述电机的实际速度；质量获取模块，用于根据所述反馈力矩电流和所述实际速度辨识所述电机对应的负载的质量。
本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识装置，通过获取电机的反馈力矩电流，获取电机的实际速度，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。本申请实施例中，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。
根据本申请的一个实施例，所述电流获取模块还用于：获取所述电机的相电流；对所述相电流进行转换，得到所述反馈力矩电流。
根据本申请的一个实施例，所述质量获取模块还用于：根据运行轨迹中加速段所述实际速度位于预设的第一速度和第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，以及减速段所述实际速度位于所述第一速度和所述第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，辨识所述负载的质量。
根据本申请的一个实施例，所述质量获取模块中，所述的同一方向的所述运行轨迹中包括所述加速段、所述减速段和匀速段。
根据本申请的一个实施例，所述质量获取模块中，所述运行轨迹包括以下任意一种：正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹。
根据本申请的一个实施例，所述质量获取模块中，所述同一方向的所述运行轨迹中加速度和减速度的大小相等。
根据本申请的一个实施例，质量获取模块还用于，所述对于同一方向的所述运行轨迹，采用如下公式辨识所述负载的质量：
Figure BDA0003018418230000031
其中，所述m为所述负载的质量，所述T1为加速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述T2为加速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述I(t)为t时刻时对应的所述反馈力矩电流，所述T3为减速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述T4为减速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述
Figure BDA0003018418230000032
为所述电机的推力系数，所述v1为所述第一速度，所述v2为所述第二速度，所述v1小于所述v2。
根据本申请的一个实施例，所述质量获取模块中，所述第一速度不为零，所述第二速度小于所述运行轨迹中的期望最大速度。
根据本申请的一个实施例，所述质量获取模块还用于：所述运行轨迹包括多个方向的运行轨迹时，将所述多个方向的运行轨迹对应的所述负载的质量的平均值确定为所述负载的质量。
为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种电机伺服系统，包括：电机、负载和如本申请第二方面实施例所述的电机伺服系统负载质量的辨识装置。
为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本申请第一方面实施例所述的电机伺服系统负载质量的辨识方法。
为达上述目的，本申请第五方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请第一方面实施例所述的电机伺服系统负载质量的辨识方法。
附图说明
图1是根据本申请一个实施例的电机伺服系统的示意图；
图2是根据本申请一个实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法的示意图；
图3是本申请实施例的获取电机的反馈力矩电流的示意图；
图4是根据本申请一个实施例的电机沿正方向运行轨迹进行质量辨识的期望速度示意图；
图5是根据本申请一个实施例的电机沿负方向运行轨迹进行质量辨识的期望速度示意图；
图6是根据本申请一个实施例的电机沿先正向后负向运行方式进行质量辨识的期望速度示意图；
图7是根据本申请一个实施例的电机沿先负向后正向运行方式进行质量辨识的期望速度示意图；
图8根据本申请一个实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法的总体示意图；
图9是根据本申请一个实施例的电机伺服系统负载质量的辨识装置的示意图；
图10是根据本申请一个实施例的电机伺服系统的示意图；
图11是根据本申请一个实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面结合附图来描述本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法、装置、电子设备及存储介质。
为清楚说明本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法、装置、电子设备及存储介质，下面结合图1所示的电机伺服系统负载质量的辨识方法的工作原理示意图进行描述。如图1所示，包括：位置生成器10、位置控制器11、速度控制器12、推力控制器13、位置微分器14、质量计算模块15、电流变换模块16、电流采样模块17，电机和负载18、用户设置参数模块19。位置微分器14对获取到的电机和负载18的实际位置信息进行微分处理，得到电机和负载18的实际速度。电流采样模块17可以对电机和负载18的相电流进行采样，经过电流变换模块16得到交轴电流和直轴电流。当电机和负载18正常运行时，位置生成器10生成给定位置信息，经过位置控制器11、速度控制器12以及推力控制器13控制电机和负载18运行。需要说明的是，上述电机可以是直线电机，也可以是旋转电机。其中，对于旋转电机，识别的可以是负载的惯量，而不再是负载的质量。本申请实施例基于直线电机对于辨识负载的质量进行描述。
图2是根据本申请一个实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法的流程示意图。本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法，可由本申请实施例提供的电机伺服系统负载质量的辨识装置执行，辨识装置可以设置在电机上。如图2所示，本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法具体可包括以下步骤：
S201，获取电机的反馈力矩电流。
本申请实施例中，在计算电机伺服系统负载质量时，需要运用到电机的反馈力矩电流。参考图1，在电机和负载18的运行过程中，电流采样模块17可以对电机和负载18的电流进行采样，采样电流经电流变换模块16变换后得到电机和负载18的反馈力矩电流。
S202，获取电机的实际速度。
本申请实施例中，在计算电机伺服系统负载质量时，需要运用到电机的实际速度。参考图1，在电机和负载18的运行过程中，位置微分器14对获取到的电机和负载18的实际位置信息进行微分处理，得到电机和负载18的实际速度。
S203，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。
在实际应用中，往往需要对电机的负载进行称重，当负载过重时，可以慢速运行；当负载轻时，可以快速运行。但对负载进行称重，往往还受负载形状的影响。当负载体型不规则或者体型较大，传统的电子秤难以满足需求，可考虑将负载置于电机上，可基于图1中的器件获取到电机运行的实际速度和反馈力矩电流，并基于该反馈力矩电流和实际速度确定出该负载的质量。
可选地，可以根据之前的多次实验，提前设置有关反馈力矩电流、实际速度及负载质量的映射表格，根据电机运行中反馈力矩电流和实际速度的数值，可以在该映射表格找到对应的负载质量。需要说明的是，电机运行中的反馈力矩电流和实际速度不一定能与该映射表格中的数值精确对应，当对负载质量的误差值要求较低时，可采用此方法。
可选地，可以提前设置有关反馈力矩电流、实际速度及负载质量的映射函数，将电机运行中反馈力矩电流和实际速度作为该映射函数的输入值，输入反馈力矩电流和实际速度后，该映射函数输出对应的负载质量。
继续参考图1，在本申请实施例中，为了防止负载质量辨识过程中电机和负载18的运行会对其他设备造成破坏，可以在电机伺服系统中配置一个用户设置参数模块19，该用户设置参数模块19可以由用户设定位置生成器10的参数，该参数可以包括电机和负载18的运行距离、运行方向、运行速度、运行加速度和运行减速度等。基于该参数对位置生成器10产生位置命令，位置生成器10执行该位置命令，并将电机和负载18的位置实时输出，作为位置反馈。将位置命令与位置反馈作为位置控制器11的输入，位置控制器11的输出为速度命令。将速度命令和实际速度作为速度控制器12的输入，速度控制器12的输出为电流命令。将电流命令和反馈力矩电流作为推力控制器13的输入，推力控制器13控制电机运行。将上述获得的实际速度和反馈力矩电流作为质量计算模块15的输入，质量计算过程结束后，即可得到负载的质量。本申请实施例中专门设置有用户设置参数模块19，该模块可以确定系统的运行范围，能够提高系统的控制效果，并且可以消除摩擦力的影响，对负载的质量辨识结果准确。
本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法，通过获取电机的反馈力矩电流，获取电机的实际速度，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。本申请实施例中，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。
图3是根据本申请一个实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法的流程示意图。如图3所示，获取电机的反馈力矩电流包括以下步骤：
S301，获取电机的相电流。
其中，在电机和负载18的运行过程中，电流采样模块17可以对电机和负载18的电流进行采样，获得电机的电流。需要说明的是，此时获得的电流为电机的相电流。
S302，对相电流进行转换，得到反馈力矩电流。
本申请实施例中，电流变换模块16对电流采样模块17采集到的相电流进行转换，得到电机的交轴电流，将交轴电流作为反馈力矩电流。
本申请实施例中，用户可通过用户设置参数模块19可对位置生成器10设置参数，从而对电机和负载18的运行轨迹进行设置。可选地，电机和负载18的运行轨迹至少包括正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹中的一种。需要说明的是，电机和负载18在同一方向的运行轨迹中包括加速段、减速段和匀速段，且电机和负载18在同一方向的运行轨迹中加速度和减速度的值大小相等。需要说明的是，本申请实施例中，推力控制是内环，速度控制是中环，位置控制是外环，为了确保位置反馈跟随位置命令，根据用户设定的位置生成器参数，进而能够确保电机和负载18的安全，电机和负载18运行在位置环。
图4为电机和负载18沿正方向运行轨迹进行质量辨识的期望速度示意图，如图4所示，电机和负载18先以一定加速度上升至稳定速度，然后匀速一段时间，最后以一定减速度下降至0。该运行轨迹中包括加速段、减速段和匀速段，且运行轨迹中加速度和减速度的大小相等。其中，由于电机伺服系统自身特性，在起动阶段和停止阶段运行轨迹的对称性较差，且在接近匀速段的速度到达最大速度段和从匀速段开始减速度段的对称性也较差，为了保证负载的质量识别结果的准确性，需要从运行轨迹中识别出对称性较好的加速段和减速段，并选择该对称性较好的加速段和减速段进行质量辨识。
如图4所示，其中，v1为电机和负载18在运行中的较低速度，且不为0；v2为电机和负载18在运行中的较高速度，且小于期望的最大速度；T1为电机和负载18运行轨迹加速段中速度为v1的时刻；T2为电机和负载18运行轨迹加速段中速度为v2的时刻；T3为电机和负载18运行轨迹减速段中速度为v2的时刻；T4为电机和负载18运行轨迹减速段中速度为v1的时刻。其中，v1为预设的第一速度，v2为预设的第二速度。可选地，对称段的选择可为加速段T1到T2和减速段T3到T4。
需要说明的是，在选择的电机和负载18运行轨迹的对称的加速段和减速段中，需要通过位置微分器14和电流采样模块17实时记录电机和负载18在运行轨迹的加速段和减速段中的实际速度和反馈力矩电流。其中，将反馈力矩电流记为I(t)。
以图4电机和负载18沿正方向运行轨迹为例，对称段的选择为加速段T1到T2和减速段T3到T4。
根据牛顿第二运动定律：Fm-FL＝ma,
其中，Fm为直线电机电磁力，FL为阻力，m为直线电机负载质量，a为直线电机负载加速度。
基于图4可得：
加速过程：
Figure BDA0003018418230000061
其中，T1为加速段实际速度为第一速度时对应的时刻；T2为加速段实际速度为第二速度时对应的时刻。
减速过程：
Figure BDA0003018418230000071
其中，T3为减速段实际速度为第二速度时对应的时刻；T4为减速段实际速度为第一速度时对应的时刻。
①-②，可得：
Figure BDA0003018418230000072
基于加速度和减速度在数值上一致，并且系统运行在位置环，基本可以确保T2-T1与T4-T3一致，同时，阻力为滑动摩擦，基本没有变化，可得：
Figure BDA0003018418230000073
Figure BDA0003018418230000074
因此，③可化简为：
Figure BDA0003018418230000075
由④可得：
Figure BDA0003018418230000076
式①～⑤中，
Figure BDA0003018418230000077
可得：
Figure BDA0003018418230000078
其中，
Figure BDA0003018418230000079
为推力系数，m为负载质量。
即由上述可得，对于同一方向的运行轨迹，可采用如下公式辨识负载的质量：
Figure BDA00030184182300000710
其中，m为负载的质量，T1为加速段实际速度为第一速度时对应的时刻，T2为加速段实际速度为第二速度时对应的时刻，I(t)为t时刻时对应的反馈力矩电流，T3为减速段实际速度为第二速度时对应的时刻，T4为减速段实际速度为第一速度时对应的时刻，
Figure BDA00030184182300000711
为电机的推力系数，v1为第一速度，v2为第二速度，v1小于v2。需要说明的是，第一速度不为零，第二速度小于运行轨迹中的期望最大速度。需要说明的是，当电机为旋转电机时，不再是推力系数，而是力矩系数。
图5为电机和负载18沿负向运行方式进行质量辨识的期望速度示意图，其中所包含的加速段、减速段和匀速段、速度设置及含义与电机和负载18沿正方向运行轨迹进行质量辨识的期望速度示意图相同，在此不再赘述。
图6为电机和负载18沿先正向后负向运行方式进行质量辨识的期望速度示意图，如图6所示，该运行轨迹包括正向运行轨迹部分和负向运行轨迹部分，在正向运行轨迹部分和负向运行轨迹部分中，其中均包含加速段、减速段和匀速段，以及速度设置，因此正向运行轨迹部分和负向运行轨迹部分，与电机和负载18沿正方向运行轨迹进行质量辨识的过程相同，只是需要分别按照上述方法计算对两个运行轨迹部分执行负载质量获取的过程，在此不再赘述。但在分别计算完两个运行轨迹部分后，需要求两个运行轨迹部分的计算结果的平均值，即为最终的负载质量。
图7为电机和负载18沿先负向后正向运行方式进行质量辨识的期望速度示意图，如图7所示，该运行轨迹包括负向运行轨迹部分和正向运行轨迹部分，在负向运行轨迹部分和正向运行轨迹部分中，其中均包含加速段、减速段和匀速段，以及速度设置，因此负向运行轨迹部分和正向运行轨迹部分，与电机和负载18沿正方向运行轨迹进行质量辨识的过程相同，只是需要分别按照上述方法计算对两个运行轨迹部分执行负载质量获取的过程，在此不再赘述。但在分别计算完两个运行轨迹部分后，需要求两个运行轨迹部分的计算结果的平均值，即为最终的负载质量。
图8是根据本申请一个实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法的流程示意图。如图8所示，电机伺服系统负载质量的辨识方法包括以下步骤：
S801，获取电机的相电流。
S802，对相电流进行转换，得到反馈力矩电流。
关于步骤S801～S802，详细可参见上述实施例中相关介绍，在此不再赘述。
S803，获取电机的实际速度。
关于步骤S803，详细可参见上述实施例中相关介绍，在此不再赘述。
S804，获取电机的运行轨迹，并且选取运行轨迹中加速段和减速段中的对称段。
可选地，运行轨迹可以为正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹中的任意一种。
可选地，运行轨迹中包括的加速段、减速段和匀速段。
关于步骤S804，详细可参见上述实施例中相关介绍，在此不再赘述。
S805，根据运行轨迹中加速段实际速度位于预设的第一速度和第二速度之间时对应的反馈力矩电流，以及减速段实际速度位于第一速度和第二速度之间时对应的反馈力矩电流，辨识负载的质量。
关于步骤S805，详细可参见上述实施例中相关介绍，在此不再赘述。
本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识方法，通过获取电机的反馈力矩电流，获取电机的实际速度，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。本申请实施例中，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种电机伺服系统负载质量的辨识装置，该电机伺服系统负载质量的辨识装置可实现上述任一实施例的电机伺服系统的控制方法。图9是根据本申请一个实施例的一种电机伺服系统负载质量的辨识装置的结构示意图。如图9所示，本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识装置900，具体可包括：电流获取模块91、速度获取模块92和质量获取模块93。
电流获取模块91，用于获取电机的反馈力矩电流。
速度获取模块92，用于获取电机的实际速度。
质量获取模块93，用于根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，电流获取模块91还用于：获取电机的相电流；对相电流进行转换，得到反馈力矩电流。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93还用于：根据运行轨迹中加速段实际速度位于预设的第一速度和第二速度之间时对应的反馈力矩电流，以及减速段实际速度位于第一速度和第二速度之间时对应的反馈力矩电流，辨识负载的质量。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93中同一方向的运行轨迹中包括加速段、减速段和匀速段。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93中运行轨迹包括以下任意一种：正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93中同一方向的运行轨迹中加速度和减速度的大小相等。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93还用于，对于同一方向的运行轨迹，采用如下公式辨识负载的质量：
Figure BDA0003018418230000091
其中，m为负载的质量，T1为加速段实际速度为第一速度时对应的时刻，T2为加速段实际速度为第二速度时对应的时刻，I(t)为t时刻时对应的反馈力矩电流，T3为减速段实际速度为第二速度时对应的时刻，T4为减速段实际速度为第一速度时对应的时刻，
Figure BDA0003018418230000092
为电机的推力系数，v1为第一速度，v2为第二速度，v1小于v2。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93中，第一速度不为零，第二速度小于运行轨迹中的期望最大速度。
进一步的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，质量获取模块93还用于：运行轨迹包括多个方向的运行轨迹时，将多个方向的运行轨迹对应的负载的质量的平均值确定为负载的质量。
需要说明的是，前述对电机伺服系统负载质量的辨识方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电机伺服系统负载质量的辨识装置，此处不再赘述。
本申请实施例的电机伺服系统负载质量的辨识装置，通过获取电机的反馈力矩电流，获取电机的实际速度，根据反馈力矩电流和实际速度辨识电机对应的负载的质量。本申请实施例中，根据电机和负载运行过程中的反馈力矩电流和实际速度便可确定负载的质量，相比传统负载质量确定方法来说更方便快捷，对负载的质量辨识结果也更准确。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种电机伺服系统100，图10是根据本申请一个实施例的电机伺服系统的示意图。如图10所示，该电机伺服系统100具体可包括：电机和负载18及上述实施例中的电机伺服系统负载质量的辨识装置900。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种电子设备200，如图11所示，该电子设备200具体可包括存储器111、处理器112及存储在存储器111上并可在处理器112上运行的计算机程序，处理器112执行程序时，实现如上述实施例所示的电机伺服系统负载质量的辨识方法。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以实现如上述实施例所示的电机伺服系统负载质量的辨识方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种电机伺服系统负载质量的辨识方法，其特征在于，包括：
获取电机的反馈力矩电流，所述电机运行在处于外环的位置控制环上，所述反馈力矩电流通过所述电机的相电流确定；
从运行轨迹中识别出同一方向对称的加速段和减速段，获取所述电机在所述加速段和所述减速段中的实际速度，所述加速段和所述减速段的加速度大小相等；
根据所述反馈力矩电流和所述实际速度辨识所述电机对应的负载的质量。
2.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述获取所述电机的反馈力矩电流，包括：
获取所述电机的相电流；
对所述相电流进行转换，得到所述反馈力矩电流。
3.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述根据所述反馈力矩电流和所述实际速度辨识所述电机对应的负载的质量，包括：
根据运行轨迹中加速段所述实际速度位于预设的第一速度和第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，以及减速段所述实际速度位于所述第一速度和所述第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，辨识所述负载的质量。
4.根据权利要求3所述的辨识方法，其特征在于，同一方向的所述运行轨迹中还包括匀速段。
5.根据权利要求3所述的辨识方法，其特征在于，所述运行轨迹包括以下任意一种：
正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹。
6.根据权利要求5所述的辨识方法，其特征在于，对于同一方向的所述运行轨迹，采用如下公式辨识所述负载的质量：
Figure FDA0003780874090000011
其中，所述m为所述负载的质量，所述T1为加速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述T2为加速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述I(t)为t时刻时对应的所述反馈力矩电流，所述T3为减速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述T4为减速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述
Figure FDA0003780874090000021
为所述电机的推力系数，所述v1为所述第一速度，所述v2为所述第二速度，所述v1小于所述v2。
7.根据权利要求6所述的辨识方法，其特征在于，所述第一速度不为零，所述第二速度小于所述运行轨迹中的期望最大速度。
8.根据权利要求5所述的辨识方法，其特征在于，所述运行轨迹包括多个方向的运行轨迹时，将所述多个方向的运行轨迹对应的所述负载的质量的平均值确定为所述负载的质量。
9.一种电机伺服系统负载质量的辨识装置，其特征在于，包括：
电流获取模块，用于获取电机的反馈力矩电流，所述电机运行在处于外环的位置控制环上，所述反馈力矩电流通过所述电机的相电流确定；
速度获取模块，用于从运行轨迹中识别出同一方向对称的加速段和减速段，获取所述电机在所述加速段和所述减速段中的实际速度，所述加速段和所述减速段的加速度大小相等；
质量获取模块，用于根据所述反馈力矩电流和所述实际速度辨识所述电机对应的负载的质量。
10.根据权利要求9所述的辨识装置，其特征在于，所述电流获取模块还用于：
获取所述电机的相电流；
对所述相电流进行转换，得到所述反馈力矩电流。
11.根据权利要求9所述的辨识装置，其特征在于，所述质量获取模块还用于：
根据运行轨迹中加速段所述实际速度位于预设的第一速度和第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，以及减速段所述实际速度位于所述第一速度和所述第二速度之间时对应的所述反馈力矩电流，辨识所述负载的质量。
12.根据权利要求11所述的辨识装置，其特征在于，同一方向的所述运行轨迹中还包括匀速段。
13.根据权利要求11所述的辨识装置，其特征在于，所述运行轨迹包括以下任意一种：
正方向运行轨迹、负方向运行轨迹、先正方向后负方向运行轨迹和先负方向后正方向运行轨迹。
14.根据权利要求13所述的辨识装置，其特征在于，所述质量获取模块还用于：对于同一方向的所述运行轨迹，采用如下公式辨识所述负载的质量：
Figure FDA0003780874090000031
其中，所述m为所述负载的质量，所述T1为加速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述T2为加速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述I(t)为t时刻时对应的所述反馈力矩电流，所述T3为减速段所述实际速度为所述第二速度时对应的时刻，所述T4为减速段所述实际速度为所述第一速度时对应的时刻，所述
Figure FDA0003780874090000032
为所述电机的推力系数，所述v1为所述第一速度，所述v2为所述第二速度，所述v1小于所述v2。
15.根据权利要求14所述的辨识装置，其特征在于，所述第一速度不为零，所述第二速度小于所述运行轨迹中的期望最大速度。
16.根据权利要求9所述的辨识装置，其特征在于，所述质量获取模块还用于：
所述运行轨迹包括多个方向的运行轨迹时，将所述多个方向的运行轨迹对应的所述负载的质量的平均值确定为所述负载的质量。
17.一种电机伺服系统，其特征在于，包括：电机、负载和如权利要求9-16任一项所述的电机伺服系统负载质量的辨识装置。
18.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-8中任一项所述的电机伺服系统负载质量的辨识方法。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的电机伺服系统负载质量的辨识方法。
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