CN118199476A - 基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备 - Google Patents

基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备 Download PDF

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CN118199476A CN202410164188.7A CN202410164188A CN118199476A CN 118199476 A CN118199476 A CN 118199476A CN 202410164188 A CN202410164188 A CN 202410164188A CN 118199476 A CN118199476 A CN 118199476A
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丁海大
茹水强
王宁
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Zhejiang Dahao Mingde Intelligent Control Equipment Co ltd
Zhejiang Dahao Technology Co ltd
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Zhejiang Dahao Mingde Intelligent Control Equipment Co ltd
Zhejiang Dahao Technology Co ltd
Beijing Dahao Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备，涉及缝制针纺技术领域。通过获取伺服电机的出厂信息，并确实伺服电机的运转指标参数，在伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和运转指标参数分别输入伺服电机的实际系统模块与虚拟系统模块中，分别得到多个预设时间段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩，对多个预设时间段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到伺服电机的控制参数，弥补了伺服电机适应性差、生产效率低的缺陷。

Description

基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备
技术领域
本申请涉及缝制针纺技术领域，尤其涉及一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备。
背景技术
电脑刺绣机、工缝机的主轴、框架等机构多使用伺服电机驱动，伺服电机是一个旋转致动器，其允许角速度或线的位置、速度、和加速度的精确控制，它包括一个与传感器相连的合适的电动机，用于位置反馈，伺服电机驱动性能是缝纫机械产品品质和生产效率的关键。
缝纫机械中主轴需要在遇到各种负载时平稳运行，框架电机需要做频繁升降速动作，这些都对伺服电机控制的动态性能提出更高要求，现有技术中，缝纫机械中电脑刺绣机、工缝机的主轴、框架等机构伺服电机控制参数采用试凑方式整定。
但是，通过试凑方式调节伺服电机控制的动态性，这种调试方法，针对某一特定机型，可以调出较好的控制性能，但调试时间长、需要反复试凑多组参数才可以得出较好性能，从而使得伺服电机适应性差、生产效率低的缺陷。
发明内容
本申请实施例提供一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备，用以解决缝纫机械中主轴在遇到各种负载时，适应性差、生产效率低的缺陷。
第一方面，本申请实施例提供一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，应用于纺织设备，所述纺织设备包括：实际系统模块与虚拟系统模块，所述方法包括：
获取伺服电机的出厂信息，并根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数；
在所述伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩；
对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数。
可选的，所述将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，包括：
控制所述实际系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定真实电机电磁转矩；
控制所述实际系统模块根据所述真实电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩。
可选的，所述将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至虚拟系统模块中，以使所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩，包括：
控制所述虚拟系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定虚拟电机电磁转矩；
控制所述虚拟系统模块根据所述虚拟电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，所述运转指标参数包括：电机转子转动惯量、负载转动惯量、负载转矩、阻力系数以及电机角速度，所述多个预设时段包括：第一预设时段、第二预设时段、第三预设时段以及第四预设时段，所述控制所述实际系统模块根据所述真实电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，包括：
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一真实系统电机电磁转矩；
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二真实系统电机电磁转矩；
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三真实系统电机电磁转矩；
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四真实系统电机电磁转矩。
可选的，所述控制所述虚拟系统模块根据所述虚拟电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩，包括：
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一虚拟系统电机电磁转矩；
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二虚拟系统电机电磁转矩；
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三虚拟系统电机电磁转矩；
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，所述根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数，包括：
根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的标识信息，所述标识信息唯一；
根据所述标识信息，获取所述伺服电机的指标参数；
对所述指标参数进行筛选，得到所述运转指标参数，所述运转指标参数与所述伺服电机的控制参数存在关联关系。
可选的，所述对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数，包括：
根据所述第一真实系统电机电磁转矩、第二真实系统电机电磁转矩、第三真实系统电机电磁转矩、第四真实系统电机电磁转矩、第一虚拟系统电机电磁转矩、第二虚拟系统电机电磁转矩、第三虚拟系统电机电磁转矩以及第四虚拟系统电机电磁转矩，计算所述伺服电机的负载转动惯量比；
根据所述负载转动惯量比和所述伺服电机的速度环带宽，采用离散方式进行计算处理，得到所述伺服电机的控制参数。
第二方面，本申请实施例提供一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定装置，包括：
获取模块，用于获取伺服电机的出厂信息；
确定模块，用于根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数；
处理模块，用于在所述伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩；
所述处理模块，还用于对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数。
可选的，所述处理模块，用于控制所述实际系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定真实电机电磁转矩；
所述处理模块，还用于控制所述实际系统模块根据所述真实电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩。
可选的，所述处理模块，用于控制所述虚拟系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定虚拟电机电磁转矩；
所述处理模块，还用于控制所述虚拟系统模块根据所述虚拟电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，所述确定模块，用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一真实系统电机电磁转矩；
所述确定模块，还用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二真实系统电机电磁转矩；
所述确定模块，还用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三真实系统电机电磁转矩；
所述确定模块，还用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四真实系统电机电磁转矩。
可选的，所述确定模块，用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一虚拟系统电机电磁转矩；
所述确定模块，还用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二虚拟系统电机电磁转矩；
所述确定模块，还用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三虚拟系统电机电磁转矩；
所述确定模块，还用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，所述确定模块，用于根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的标识信息，所述标识信息唯一；
所述获取模块，用于根据所述标识信息，获取所述伺服电机的指标参数；
所述处理模块，用于对所述指标参数进行筛选，得到所述运转指标参数，所述运转指标参数与所述伺服电机的控制参数存在关联关系。
可选的，所述负载变化的伺服电机控制参数确定装置还包括：计算模块；
所述计算模块，用于根据所述第一真实系统电机电磁转矩、第二真实系统电机电磁转矩、第三真实系统电机电磁转矩、第四真实系统电机电磁转矩、第一虚拟系统电机电磁转矩、第二虚拟系统电机电磁转矩、第三虚拟系统电机电磁转矩以及第四虚拟系统电机电磁转矩，计算所述伺服电机的负载转动惯量比；
所述计算模块，还用于根据所述负载转动惯量比和所述伺服电机的速度环带宽，采用离散方式进行计算处理，得到所述伺服电机的控制参数。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器连接的存储器；其中，存储器用于存储至少一个处理器可执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被执行时用于实现第一方面提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，该程序产品包含计算机执行指令。当计算机执行指令被执行时，以实现第一方面提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法。
本申请提供一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法、装置和设备。该方法通过获取伺服电机的出厂信息，并确实伺服电机的运转指标参数，在伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和运转指标参数分别输入伺服电机的实际系统模块与虚拟系统模块中，分别得到多个预设时间段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩，对多个预设时间段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到伺服电机的控制参数，提高伺服电机的适应性、提高企业生产效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法要输入至实际和虚拟系统模块中位置增量曲线；
图2为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法要输入至实际和虚拟系统模块中位置规划曲线；
图3为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法的流程示意图一；
图4为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法的流程示意图二；
图5为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定装置的结构示意图；
图6为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
首先，对本申请涉及的名词进行解释说明。
伺服电机：是一个旋转致动器，其允许角速度或线的位置，速度和加速度的精确控制，它包括一个与传感器相连的合适的电动机，用于位置反馈。
负载转动惯量：是指固定轴上绕轴转动的物体的转动惯量，表示物体在转动时所需要的动能，也是决定物体转动加速度的重要因素之一。
惯量自动识别：通过对系统进行一定的输入输出实验，根据输出信号对其内部参数进行识别和辨认的过程。
缝制针纺行业的常用设备为电脑刺绣机，电脑刺绣机、工缝机的主轴、框架等机构多使用伺服电机驱动，伺服电机驱动性能是缝纫机械产品品质和生产效率的关键。主轴需要在遇到各种负载时平稳运行，框架电机需要做频繁升降速动作，这些都对伺服电机控制的动态性能提出更高要求。
伺服电机驱动中，速度环控制直接与负载特性相关，具备高带宽的速度环控制系统，转速控制时更平稳、位置控制时随动特性更好。
电脑刺绣机、工缝机整机厂众多，绝大部分整机厂在设计机械时无法准确提供主轴、框架等各伺服电机负载的转动惯，传统的参数整定方法是先预估再通过调试凑的方法在伺服电机的负载发生变化时，调节伺服电机的控制参数，使得伺服电机可以适用于负载变化后的生产工作。
然而，现有的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法存在如下缺陷：
1)适应性差：先预估再通过调试凑的方法，针对某一特定机型才可以调出较好的控制性能。
2)效率低：需要反复试凑多组参数，导致调试时间较长，降低了生产效率。
针对上述问题，本申请提出了一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，该方法通过根据运转指标参数在伺服电机的真实模块和虚拟模块中分别计算多个预设时间段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩，再通过对个预设时间段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩的计算得到伺服电机的控制参数，提高伺服电机的适应性、提高企业生产效率。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图3为申请实施例提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法的流程示意图一。如图3所示，本实施例提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，应用于纺织设备，纺织设备包括：实际系统模块与虚拟系统模块，本实施例提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法包括：
S101、获取伺服电机的出厂信息，并根据出厂信息，确定伺服电机的运转指标参数。
其中，通过获取伺服电机的出厂信息，可以找到产品目录、规格手册、技术文档等相关信息，并根据出厂信息，确定伺服电机的运转指标参数，例如可以为：伺服电机的功率、转数、额定参数等运转指标。
示例性的，此处给出一种可能的实现方式。访问伺服电机制造商的官方网站，找到伺服电机的产品目录或技术手册，在产品目录或技术手册中寻找我们所需要的型号的伺服电机，并查看其技术规格，根据产品规格，找到该电机的额定电流、额定转矩、额定功率、额定电压和控制方式等运转指标参数。
S102、在伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和运转指标参数输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
其中，当电脑刺绣机、工缝机的作业布料发生变化时，所述电脑刺绣机、工缝机的伺服电机的负载即发生变化，为了使得保障电脑刺绣机、工缝机在不同材质的布料上能够正常作业，需要针对变化后的负载调整电脑刺绣机、工缝机的伺服电机的控制参数。
伺服电机包括真实系统模块和虚拟系统模块，通过将伺服电机内置的初始位置增量曲线、位置规划曲线以及伺服电机运转指标输入伺服电机的真实系统模块中，以使实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩；将伺服电机内置的初始位置增量曲线、位置规划曲线以及伺服电机运转指标输入伺服电机的虚拟系统模块中，以使虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
S103、对多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到伺服电机的控制参数。
其中，在伺服电机中，控制器的增益参数通常需要根据特定应用的要求进行调整。可以通过分析多个预设时段内的电机电磁转矩数据，才使得数据更加丰富，避免因为数据样本数量不足而影响数据分析的精度，通过对多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，可以计算校准参数，可以得到更准确、更稳定和更高效的伺服电机控制参数，从而优化整个控制系统的性能和可靠性。
本实施例提出了基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，该方法通过再伺服电机的负载变量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和运转指标参数分别输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使实际系统模块和虚拟系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩和多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩，再通过对多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩和多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩的分析，得到伺服电机的控制参数，缩短调试时间，提高生产效率。
图4是本申请实施例提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法的流程示意图二。本实施例是在图3实施例的基础上，对基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法进行详细说明。如图4所示，本实施例提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，包括：
S201、获取伺服电机的出厂信息。
步骤S201与上述步骤S101相同，这里不再赘述。
S202、根据出厂信息，确定伺服电机的标识信息。
其中，根据伺服电机的出厂信息，确定所述伺服电机唯一的标识信息，标识信息例如可以是：伺服电机的型号、出厂序列号等唯一标识信息，来指示目标伺服电机。
示例性的，此处给出一种可能的实现方式。根据伺服电机的出厂的产品手册，通过手册确定所述伺服电机的序列号：ABCDEF,所述唯一的ABCDEF序列号即为所述伺服电机的标识信息。
S203、根据标识信息，获取伺服电机的指标参数。
其中，根据伺服电机的标识信息，可以获取到伺服电机的重要指标参数信息，所述指标参数信息用来表述所述伺服电机的性能和特征，例如：通过伺服电机的序列号，获取伺服电机的额定电压、额定功率指标参数。
示例性的，此处给出一种可能的实现方式。通过伺服电机的序列号：ABCDEF,获取伺服电机的额定电压为：220V、额定功率为：550W。
S204、对指标参数进行筛选，得到运转指标参数，运转指标参数包括：电机转子转动惯量、负载转动惯量、负载转矩、阻力系数以及电机角速度。
其中，对获取到的伺服电机的指标参数进行筛选，得到与所述伺服电机的控制参数存在关联关系的运转指标参数。
具体的，对伺服电机的指标参数进行筛选，得到与控制参数存在关联关系的运转指标参数：伺服电机的电机转子转动惯量、伺服电机的负载转动惯量、伺服电机的负载转矩、伺服电机的阻力系数以及伺服电机的电机角速度。
S205、控制实际系统模块根据位置增量曲线和位置规划曲线，确定真实电机电磁转矩。
其中，控制伺服电机中的实际系统模块运行伺服电机内置的位置增量曲线和位置规划曲线，计算真实电机的电磁转矩。
具体的，控制伺服电机中的实际系统模块运行图1所示的位置增量曲线和图2所示的位置规划曲线，再通过运转指标参数电机转子转动惯量JM、负载转动惯量JL、负载转矩TL、阻力系数B以及电机角速度ω，通过公式计算真实电机电磁转矩。
S206、控制实际系统模块根据真实电机电磁转矩和运转指标参数，确定伺服电机在多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩。
其中，通过预先定义的转矩曲线和转矩控制算法，根据应用需求和机械系统特性，制定伺服电机在不同预设时段的转矩曲线，所述转矩曲线描述了在每个时段内电机需要提供的电磁转矩大小和变化趋势，可以根据速度、加速度等运动要求，以及机械负载的特性来确定转矩曲线。控制实际系统模块根据真实电机电磁转矩和运转指标参数，可以确定伺服电机在多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩。
可选的，根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一真实系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一真实系统电机电磁转矩；
得到第一真实系统电机电磁转矩Te1：
-(JM+JL)ω＝∫(Te1-TL-Bω)dt (1)
可选的，根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二真实系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二真实系统电机电磁转矩；
得到第二真实系统电机电磁转矩Te2：
-(JM+JL)ω＝∫(Te2-TL+Bω)dt (2)
可选的，根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三真实系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三真实系统电机电磁转矩；
得到第三真实系统电机电磁转矩Te3：
(JM+JL)ω＝∫(Te3-TL+Bω)dt (3)
可选的，根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四真实系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四真实系统电机电磁转矩；
得到第四真实系统电机电磁转矩Te0：
(JM+JL)ω＝∫(Te0-TL-Bω)dt (4)
具体的，(1)+(2)得：
-2(JM+JL)ω＝∫(Te1+Te2-2TL)dt (5)
(3)+(4)得：
2(JM+JL)ω＝∫(Te3+Te0-2TL)dt (6)
即有：
∫(Te1+Te2)dt＝-2(JM+JL)ω+∫2TL dt (7)
∫(Te3+Te0)dt＝2(JM+JL)ω+∫2TL dt (8)
S207、控制虚拟系统模块根据位置增量曲线和位置规划曲线，确定虚拟电机电磁转矩。
其中，控制伺服电机中的虚拟系统模块运行伺服电机内置的位置增量曲线和位置规划曲线，计算虚拟电机的电磁转矩。
具体的，控制伺服电机中的实际系统模块运行图1所示的位置增量曲线和图2所示的位置规划曲线，再通过运转指标参数电机转子转动惯量JM、负载转动惯量JL、负载转矩TL、阻力系数B以及电机角速度ω，通过公式 计算虚拟电机电磁转矩。
S208、控制虚拟系统模块根据虚拟电机电磁转矩和运转指标参数，确定伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
可以理解的，步骤S207的目标升级方案是基于步骤S204得到的，其具体使用过程与上述步骤S205-步骤S206不存在明确的关联关系。因此，步骤S207与上述步骤S205之间不存在明确的时序关系，可以先执行步骤S205，再执行步骤S207；也可以先执行步骤S207，再执行步骤S205；还可以同时执行步骤S205以及步骤S207，本申请对此不做限制。
其中，通过预先定义的转矩曲线和转矩控制算法，根据应用需求和机械系统特性，制定伺服电机在不同预设时段的转矩曲线，所述转矩曲线描述了在每个时段内电机需要提供的电磁转矩大小和变化趋势，可以根据速度、加速度等运动要求，以及机械负载的特性来确定转矩曲线。控制虚拟系统模块根据虚拟电机电磁转矩和运转指标参数，可以确定伺服电机在多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一虚拟系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一虚拟系统电机电磁转矩；
得到第一虚拟系统电机电磁转矩Te ′ 1：
-JMω＝∫Te ′ 1dt (9)
可选的，根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二虚拟系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二虚拟系统电机电磁转矩；
得到第二虚拟系统电机电磁转矩Te ′ 2：
-JMω＝∫Te ′ 2dt (10)
可选的，根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三虚拟系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三虚拟系统电机电磁转矩；
得到第三虚拟系统电机电磁转矩Te ′ 3：
JMω＝∫Te ′ 3dt (11)
可选的，根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四虚拟系统电机电磁转矩；
具体的，根据公式确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四虚拟系统电机电磁转矩；
得到第四虚拟系统电机电磁转矩Te ′ 0：
JMω＝∫Te ′ 0dt (12)
具体的，(9)+(10)得：
-2JMω＝∫(Te ′ 1+Te ′ 2)dt (13)
(11)+(12)得：
2JMω＝∫(Te ′ 3+Te ′ 0)dt (14)
即有：
∫(Te ′ 1+Te ′ 2)dt＝-2JMω (15)
∫(Te ′ 3+Te ′ 0)dt＝2JMω (16)
S209、对多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到伺服电机的控制参数。
其中，根据所述第一真实系统电机电磁转矩、第二真实系统电机电磁转矩、第三真实系统电机电磁转矩、第四真实系统电机电磁转矩、第一虚拟系统电机电磁转矩、第二虚拟系统电机电磁转矩、第三虚拟系统电机电磁转矩以及第四虚拟系统电机电磁转矩，计算所述伺服电机的负载转动惯量比。
根据所述负载转动惯量比和所述伺服电机的速度环带宽，采用离散方式进行计算处理，得到所述伺服电机的控制参数。
具体的，(7)/(15)得：
(8)/(16)得：
((17)+(18))/2可计算出负载惯量比：
程序中以离散方式计算积分，有：
根据速度环带宽可计算出程序中需要的速度环比例增益：
本实施例提出了基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，该方法通过分别控制伺服电机的真实际系统模块和虚拟系统模块，确定真伺服电机在多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩、伺服电机在多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩，对多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩和虚拟系统电机电磁转矩的分析，得到伺服电机的控制参数，提高基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法的适应性，缩短调试时长，提高生产效率。
图5为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定装置的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定装置300，包括：
获取模块301，用于获取伺服电机的出厂信息；
确定模块302，用于根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数；
处理模块303，用于在所述伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩；
所述处理模块303，还用于对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数。
可选的，所述处理模块303，用于控制所述实际系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定真实电机电磁转矩；
所述处理模块303，还用于控制所述实际系统模块根据所述真实电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩。
可选的，所述处理模块303，用于控制所述虚拟系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定虚拟电机电磁转矩；
所述处理模块303，还用于控制所述虚拟系统模块根据所述虚拟电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，所述确定模块302，用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一真实系统电机电磁转矩；
所述确定模块302，还用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二真实系统电机电磁转矩；
所述确定模块302，还用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三真实系统电机电磁转矩；
所述确定模块302，还用于根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四真实系统电机电磁转矩。
可选的，所述确定模块302，用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一虚拟系统电机电磁转矩；
所述确定模块302，还用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二虚拟系统电机电磁转矩；
所述确定模块302，还用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三虚拟系统电机电磁转矩；
所述确定模块302，还用于根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四虚拟系统电机电磁转矩。
可选的，所述确定模块302，用于根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的标识信息，所述标识信息唯一；
所述获取模块301，用于根据所述标识信息，获取所述伺服电机的指标参数；
所述处理模块303，用于对所述指标参数进行筛选，得到所述运转指标参数，所述运转指标参数与所述伺服电机的控制参数存在关联关系。
可选的，所述负载变化的伺服电机控制参数确定装置还包括：计算模块304；
所述计算模块304，用于根据所述第一真实系统电机电磁转矩、第二真实系统电机电磁转矩、第三真实系统电机电磁转矩、第四真实系统电机电磁转矩、第一虚拟系统电机电磁转矩、第二虚拟系统电机电磁转矩、第三虚拟系统电机电磁转矩以及第四虚拟系统电机电磁转矩，计算所述伺服电机的负载转动惯量比；
所述计算模块304，还用于根据所述负载转动惯量比和所述伺服电机的速度环带宽，采用离散方式进行计算处理，得到所述伺服电机的控制参数。
本申请实施例提供的装置，可用于执行上述方法实施例提供的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-On-a-Chip，简称SOC)的形式实现。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital SubscriberLine，简称DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘，(Digital Video Disc，简称DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。
图6为本申请提供的基于负载变化的伺服电机控制参数确定电子设备的结构示意图。如图6所示，本申请提供一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定设备，该边缘节点安全应用调度设备400包括：接收器401、发送器402、至少一个处理器403以及存储器404。
接收器401，用于接收指令和数据；
发送器402，用于发送指令和数据；
存储器404，用于存储计算机执行指令；
处理器403，用于执行存储器404存储的计算机执行指令，以实现上述实施例中基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法所执行的各个步骤。具体可以参见前述基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法实施例中的相关描述。
可选的，上述存储器404既可以是独立的，也可以跟处理器403集成在一起。
当存储器404独立设置时，该电子设备还包括总线，用于连接存储器404和处理器403。
本申请还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行计算机执行指令时，实现如上述基于负载变化的伺服电机控制参数确定设备所执行的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法。
本申请实施例还提供一种程序产品，该程序产品包含计算机执行指令。当计算机执行指令被执行时，以实现如上述方法实施例中的方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法，其特征在于，应用于纺织设备，所述纺织设备包括：实际系统模块与虚拟系统模块，所述方法包括：
获取伺服电机的出厂信息，并根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数；
在所述伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩；
对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，包括：
控制所述实际系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定真实电机电磁转矩；
控制所述实际系统模块根据所述真实电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至虚拟系统模块中，以使所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩，包括：
控制所述虚拟系统模块根据所述位置增量曲线和所述位置规划曲线，确定虚拟电机电磁转矩；
控制所述虚拟系统模块根据所述虚拟电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运转指标参数包括：电机转子转动惯量、负载转动惯量、负载转矩、阻力系数以及电机角速度，所述多个预设时段包括：第一预设时段、第二预设时段、第三预设时段以及第四预设时段，所述控制所述实际系统模块根据所述真实电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，包括：
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一真实系统电机电磁转矩；
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二真实系统电机电磁转矩；
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三真实系统电机电磁转矩；
根据所述真实电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四真实系统电机电磁转矩。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述虚拟系统模块根据所述虚拟电机电磁转矩和所述运转指标参数，确定所述伺服电机在所述多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩，包括：
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第一预设时段内处于正转减速状态的第一虚拟系统电机电磁转矩；
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第二预设时段内处于反转加速状态的第二虚拟系统电机电磁转矩；
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第三预设时段内处于反转减速状态的第三虚拟系统电机电磁转矩；
根据所述虚拟电机电磁转矩、所述运转指标参数，确定所述伺服电机在第四预设时段内处于正转加速状态的第四虚拟系统电机电磁转矩。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数，包括：
根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的标识信息，所述标识信息唯一；
根据所述标识信息，获取所述伺服电机的指标参数；
对所述指标参数进行筛选，得到所述运转指标参数，所述运转指标参数与所述伺服电机的控制参数存在关联关系。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数，包括：
根据所述第一真实系统电机电磁转矩、第二真实系统电机电磁转矩、第三真实系统电机电磁转矩、第四真实系统电机电磁转矩、第一虚拟系统电机电磁转矩、第二虚拟系统电机电磁转矩、第三虚拟系统电机电磁转矩以及第四虚拟系统电机电磁转矩，计算所述伺服电机的负载转动惯量比；
根据所述负载转动惯量比和所述伺服电机的速度环带宽，采用离散方式进行计算处理，得到所述伺服电机的控制参数。
8.一种负载变化的伺服电机控制参数确定装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取伺服电机的出厂信息；
确定模块，用于根据所述出厂信息，确定所述伺服电机的运转指标参数；
处理模块，用于在所述伺服电机的负载量发生变化时，将位置增量曲线、位置规划曲线和所述运转指标参数输入至实际系统模块与虚拟系统模块中，以使所述实际系统模块输出多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩，所述虚拟系统模块输出多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩；
所述处理模块，还用于对所述多个预设时段内的真实系统电机电磁转矩以及多个预设时段内的虚拟系统电机电磁转矩进行分析处理，得到所述伺服电机的控制参数。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器用于存储所述至少一个处理器可执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7中任一项所述的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至7中任一项所述的基于负载变化的伺服电机控制参数确定方法。
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