EP4698878A1 - Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor - Google Patents

Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor

Info

Publication number
EP4698878A1
EP4698878A1 EP23938740.0A EP23938740A EP4698878A1 EP 4698878 A1 EP4698878 A1 EP 4698878A1 EP 23938740 A EP23938740 A EP 23938740A EP 4698878 A1 EP4698878 A1 EP 4698878A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
servo motor
amplitude
standard
determining
dynamic balance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23938740.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Song NI
Li Yin
Jun Cai
Cheng Yi Li
Hao Hu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP4698878A1 publication Critical patent/EP4698878A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14Determining imbalance
    • G01M1/16Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

A method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor. The method comprising: obtaining a rotor speed signal of a servo motor at a set speed (101); determining an amplitude of a first-order componennt of the rotor speed signal (102); comparing the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor (103); and determining dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result (104). No specialized dynamic balance measurement equipment is required to determine the dynamic balance quality, reducing costs and testing time.

Description

    Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor FIELD
  • The present invention relates to the technical field of servo control technology, in particular to a method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor.
  • BACKGROUND
  • Servo motor refers to an engine that controls the operation of mechanical components in a servo system. The rotor speed of servo motor is controlled by input signals and can react quickly. It is used as an executing element in automatic control systems and has characteristics such as small electromechanical time constant and high linearity. It can convert received electrical signal into angular displacement or angular velocity output on the motor shaft. Servo motors include DC servo motors and AC servo motors, and their main characteristics include: when the signal voltage is zero, there is no autorotation phenomenon, and the speed decreases uniformly with the increase of torque.
  • Dynamic balance quality is an important characteristic of servo motor performance, which affects vibration and noise of the motor body, and has a significant impact on machining accuracy.
  • At present, it is necessary to use specialized rotor dynamic balance measuring equipment (such as a rotor dynamic balance machine) to detect the quality of dynamic balance of servo motor.
  • SUMMARY
  • Embodiments of the present invention propose a method, apparatus, electronic device and medium for determining dynamic balance quality of servo motor.
  • In a first aspect, a method for determining dynamic balance quality of servo motor is provided. The method comprising:
  • obtaining a rotor speed signal of a servo motor at a set speed;
  • determining an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal;
  • comparing the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor; and
  • determining dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  • Therefore, embodiments of the present invention utilize signal processing technology to obtain amplitude of rotor speed of motor when operating at a set speed, and compares it with standard amplitude of the set speed to determine dynamic balance quality, overcome or reduce the dependence on rotor dynamic balance measurement equipment, and thus reduce costs and testing time.
  • Preferably, wherein the rotor speed signal is acquired after the servo motor enters a steady state; wherein determining an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal comprises:
  • converting the rotor speed signal into a frequency domain signal based on Fourier transform;
  • determining a first-order component of the frequency domain signal;
  • determine an amplitude of the first-order component.
  • Therefore, using Fourier transform to convert rotor speed signal acquired after the servo motor enters steady state into a frequency domain signal, and then determining the amplitude of the first order component of the frequency domain signal, thus quickly determine the amplitude.
  • Preferably, wherein determining an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal comprises:
  • performing order analysis on the rotor speed signal to determine a first-order component of the rotor speed signal;
  • determining an amplitude of the first-order component.
  • Therefore, there is no need to wait for the servo motor to enter a steady state. Through order analysis, the amplitude of the first order component can be quickly obtained, and spectral line blurring defects can be avoided.
  • Preferably, determining dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result comprises at least one of the following:
  • determining that the dynamic balance quality is qualified when the amplitude is less than or equal to the standard amplitude,
  • determining that the dynamic balance quality is unqualified when the amplitude is greater than the standard amplitude.
  • Therefore, by comparing individual amplitude, the dynamic balance quality can be quickly determined.
  • Preferably, wherein the number of set speeds is N, the number of amplitudes is N, and N is a positive integer of at least 2;
  • wherein determining dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result comprises at least one of the following:
  • determining that the dynamic balance quality is qualified when N amplitudes are less than or equal to respective N standard amplitudes;
  • determining that the dynamic balance quality is unqualified when at least one amplitude is greater than respective at least one standard amplitude.
  • Therefore, by comparing multiple amplitudes, the accuracy of dynamic balance quality is improved.
  • Preferably, comprising:
  • determining the standard rotor based on a dynamic balancing equipment;
  • installing the standard rotor in the standard servo motor of the same type as the servo motor;
  • obtaining respective rotor speed signals of the standard servo motor at respective set speeds;
  • determining respective amplitudes of respective first order components of the respective rotor speed signals;
  • calibrating a relationship curve between set speed and standard amplitude based on the set speeds and respective amplitudes.
  • Therefore, the relationship curve between set speed and standard amplitude is pre calibrated, to facilitate subsequent provision of standard amplitudes.
  • In a second aspect, an apparatus for determining dynamic balance quality of servo motor is provided. The apparatus comprising:
  • an obtaining module, configured to obtain a rotor speed signal of a servo motor at a set speed;
  • a first determining module, configured to determine an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal;
  • a comparing module, configured to compare the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor; and
  • a second determining module, configured to determine dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  • Therefore, embodiments of the present invention utilize signal processing technology to obtain amplitude of rotor speed of motor when operating at a set speed, and compares it with standard amplitude of the set speed to determine dynamic balance quality, overcome or reduce the dependence on rotor dynamic balance measurement equipment, and thus reduce costs and testing time.
  • Preferably, wherein the rotor speed signal is acquired after the servo motor enters a steady state;
  • wherein the first determining module, configured to convert the rotor speed signal into a frequency domain signal based on Fourier transform; determine a first-order component of the frequency domain signal; determine an amplitude of the first-order component.
  • Therefore, using Fourier transform to convert the rotor speed signal acquired after the servo motor enters  steady state into a frequency domain signal, and then determining the amplitude of the first order component of the frequency domain signal, thus quickly determine the amplitude.
  • Preferably, wherein the first determining module, configured to perform order analysis on the rotor speed signal to determine a first-order component of the rotor speed signal; determine an amplitude of the first-order component.
  • Therefore, there is no need to wait for the servo motor to enter a steady state. Through order analysis, the amplitude of the first order component can be quickly obtained, and spectral line blurring defects can be avoided.
  • Preferably, wherein the second determining module, configured to perform at least one of the following:
  • determining that the dynamic balance quality is qualified when the amplitude is less than or equal to the standard amplitude,
  • determining that the dynamic balance quality is unqualified when the amplitude is greater than the standard amplitude.
  • Therefore, by comparing individual amplitude, the dynamic balance quality can be quickly determined.
  • Preferably, wherein the number of set speeds is N, the number of amplitudes is N, and N is a positive integer of at least 2;
  • wherein the second determining module, configured to perform at least one of the following:
  • determining that the dynamic balance quality is qualified when N amplitudes are less than or equal to respective N standard amplitudes;
  • determining that the dynamic balance quality is unqualified when at least one amplitude is greater than respective at least one standard amplitude.
  • Therefore, by comparing multiple amplitudes, the accuracy of dynamic balance quality is improved.
  • Preferably, comprising:
  • a calibrating module, configured to determine the standard rotor based on a dynamic balancing equipment; install the standard rotor in the standard servo motor of the same type as the servo motor; obtain respective rotor speed signals of the standard servo motor at respective set speeds; determine respective amplitudes of respective first order components of the respective rotor speed signals; and to calibrate a relationship curve between set speed and standard amplitude based on the set speeds and respective amplitudes.
  • Therefore, the relationship curve between set speed and standard amplitude is pre calibrated, to facilitate the subsequent provision of standard amplitudes.
  • In a third aspect, an electronic device is provided. The electronic device comprising a processor and a memory, wherein an application program executable by the processor is stored in the memory for causing the  processor to execute a method for determining dynamic balance quality of servo motor as described in any of the above.
  • In a fourth aspect, a computer-readable medium comprising computer-readable instructions stored thereon is provided, wherein the computer-readable instructions, when executed by a processor, implement a method for building knowledge graph or a method for determining dynamic balance quality of servo motor as described in any of the above.
  • In a fifth aspect, a computer program product comprising a computer program, when the computer program is executed by a processor for executing a method for determining dynamic balance quality of servo motor as described in any of the above.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • In order to make technical solutions of examples of the present disclosure clearer, accompanying drawings to be used in description of the examples will be simply introduced hereinafter. Obviously, the accompanying drawings to be described hereinafter are only some examples of the present disclosure. Those skilled in the art may obtain other drawings according to these accompanying drawings without creative labor.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for determining dynamic balance quality of servo motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of calibration relationship curve between set speed and standard amplitude according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a first schematic diagram of determining dynamic balance quality of servo motor based on a single point according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a second schematic diagram of determining dynamic balance quality of servo motor based on a single point according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of determining dynamic balance quality of servo motor based on multiple points according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a structural diagram of apparatus for determining dynamic balance quality of servo motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a structural diagram of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • List of reference numbers:

  • DETAILED DESCRIPTION
  • In order to make the purpose, technical scheme and advantages of the invention more clear, the following examples are given to further explain the invention in detail.
  • In order to be concise and intuitive in description, the scheme of the invention is described below by describing several representative embodiments. Many details in the embodiments are only used to help understand the scheme of the invention. However, it is obvious that the technical scheme of the invention can be realized without being limited to these details. In order to avoid unnecessarily blurring the scheme of the invention, some embodiments are not described in detail, but only the framework is given. Hereinafter, "including" refers to "including but not limited to" , "according to... " refers to "at least according to..., but not limited to... " . Due to the language habits of Chinese, when the number of an element is not specifically indicated below, it means that the element can be one or more, or can be understood as at least one.
  • Considering the cost limitation of using specialized rotor dynamic balance measurement equipment to detect dynamic balance quality of servo motor, embodiments of the present invention utilize signal processing technology to obtain amplitude of rotor speed when the motor operates at a set speed, and compares it with standard amplitude of the set speed to determine the dynamic balance quality, thereby overcoming or reducing the dependence on the rotor dynamic balance measurement equipment.
  • The applicant found that when servo motor is running, dynamic balancing generates additional torque with fluctuating cycles. The additional torque can be mapped to speed signals of rotor of the servo motor. For a specific type of motor, a standard dynamic balance level can be defined to distinguish rotor speed through amplitude curve fitting. If there is sufficient sample data, a mapping area of rotor speed and standard amplitude that reflects the  dynamic balance level can be established as the basis for determining dynamic balance of the same type of motor, without the need for testing in a rotor dynamic balance machine, and can directly detect the changes in dynamic balance status during customer application. Specifically:
  • When a rotor imbalance fault occurs, as the rotor rotates, a periodic additional torque f (t) is introduced based on original load torque TL0 of the motor as the rotor rotates. The frequency of the additional torque f (t) is the same as the rotor rotation frequency fc, and the amplitude A is related to unbalanced mass m and eccentricity distance e of the rotor. That is:
  • According to known dynamic formula of motor transmission system: Among them: Te represents electromagnetic torque; TL represents load torque; J represents rotational inertia of the motor; wm represents motor speed; g represents acceleration of gravity; t represents time.
  • Therefore, when the motor reaches steady state, if the load torque TL is a constant value, then the motor speed wm is a constant value. However, if the load torque TL is not a constant value, but a periodic fluctuation component, so the final steady-state belongs to dynamic equilibrium, and there will be fluctuations in relevant components.
  • Thus, Among them: wm0 represents set speed of the motor.
  • Based on the above derivation and analysis, embodiments of the present invention propose a method for determining dynamic balance quality of a servo motor. FIG. 1 is a flowchart of a method for determining dynamic balance quality of servo motor according to an embodiment of the present invention.
  • As shown in FIG. 1, the method comprising:
  • Step 101: obtaining a rotor speed signal of a servo motor at a set speed.
  • For example, rotor speed signal at a set speed can be obtained from encoder of the servo motor.
  • Step 102: determining an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal.
  • In one embodiment, the rotor speed signal is acquired after the servo motor enters a steady state. Step 102 comprises: converting the rotor speed signal into a frequency domain signal based on Fourier transform; determining a first-order component of the frequency domain signal; determine an amplitude of the first-order component. Here, Fourier transform is used to represent the rotor speed signal as a trigonometric function (sine and/or cosine function) or a linear combination of their integrals.
  • Fourier transform can be used to convert the rotor speed signal acquired after the servo motor enters a steady-state state into a frequency domain signal, and then determine the amplitude of the first-order component  of the frequency domain signal, thus enabling rapid determination of the amplitude.
  • Step 103: comparing the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor.
  • Under steady-state operating conditions, spectral analysis of vibration signals can effectively reveal the frequency components of the analyzed signal throughout the entire process, but cannot reflect the law of frequency variation over time. For variable speed working conditions of servo motors, especially at the low-speed end, it is necessary to collect signals for a long time. If frequency domain analysis is still used for the vibration signals collected for a long time, it will cause peak energy dispersion on the spectrum and the phenomenon of spectral line blurring. Order analysis is an effective method for analyzing signals of variable speed operating conditions. Under variable speed conditions, order analysis can effectively compensate for the lack of spectrum under steady-state conditions. Order analysis is a resampling of the original time-domain signal, transforming equal time interval sampling into equal angle interval sampling. Therefore, the key to order analysis is to achieve equal angle sampling of the vibration signal, that is, to adjust the sampling rate accordingly based on the speed change of the reference shaft.
  • In one embodiment, Step 102 comprises: performing order analysis on the rotor speed signal to determine a first-order component of the rotor speed signal; determining an amplitude of the first-order component. The amplitude of the first order component can be quickly obtained through order analysis without waiting for the servo motor to enter steady state.
  • Step 104: determining dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  • For example, calibration can be performed on a standard servo motor of the same type as the servo motor in step 101, which includes a standard rotor. Based on the calibration results, determine relationship curve between each set speed and its corresponding amplitude (i.e., standard amplitude) . Then, by querying the relationship curve using set speed as search term, the standard amplitude corresponding to the queried set speed can be obtained.
  • In one embodiment, the calibration process includes: determining the standard rotor based on a dynamic balancing equipment; installing the standard rotor in the standard servo motor of the same type as the servo motor; obtaining respective rotor speed signals of the standard servo motor at respective set speeds; determining respective amplitudes of respective first order components of the respective rotor speed signals; calibrating a relationship curve between set speed and standard amplitude based on the set speeds and respective amplitudes.
  • For example, using dynamic balance equipment to determine whether a rotor meets the standard of dynamic balance grade G2.5. When met, determine that the rotor is a G2.5 standard rotor. Install the standard rotor in a  servo motor of the same type as the motor in step 101 to form a standard servo motor that meets the dynamic balance level G2.5. Next, obtain rotor speed signals of the standard servo motor at multiple set speeds (such as obtaining the rotor speed signals from an encoder of the servo motor) ; determine respective amplitudes (i.e., standard amplitudes) of respective first order components of respective rotor speed signals. Based on multiple set speeds and respective amplitudes, calibrate relationship curve between set speeds and amplitudes. For example, the respective rotor speed signals during the calibration process can be converted into respective frequency domain signals based on Fourier transform. Then, determine respective first-order components of respective frequency domain signals; determine respective amplitudes (i.e., standard amplitudes) of respective first-order components. Alternatively, perform order analysis on the respective rotor speed signals during the calibration process to determine respective first-order components of the respective rotor speed signals. Then determine respective amplitudes (i.e., standard amplitudes) of respective first-order component.
  • Step 104: determining dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  • In one embodiment, step 104 includes:
  • (1) : determining that the dynamic balance quality is qualified when the amplitude is less than or equal to the standard amplitude.
  • For example, suppose the speed is set to 2400RPM. When amplitude of the first order component of the rotor speed of the tested servo motor containing the tested rotor at 2400RPM is less than standard amplitude of standard servo motor (of the same type as the tested servo motor) that meets G2.5 at 2400RPM, it is deemed that the tested rotor meets G2.5 standards.
  • (2) : determining that the dynamic balance quality is unqualified when the amplitude is greater than the standard amplitude.
  • For example, suppose the speed is set to 3600RPM. When amplitude of the first order component of rotor speed of the servo motor to be tested containing rotor to be tested at 3600RPM is greater than standard amplitude of a standard servo motor (of the same type as the tested servo motor) that meets G4.0 standards at 3600RPM, it is determined that the tested rotor does not meet G4.0 standards.
  • In one embodiment, wherein the number of set speeds is N, the number of amplitudes is N, and N is a positive integer of at least 2, and step 104 includes:
  • (1) : determining that the dynamic balance quality is qualified when N amplitudes are less than or equal to respective N standard amplitudes.
  • For example, assuming the set speed includes 1800 RPM, 2400RPM, and 3000RPM, that is, N equals 3. When the following three conditions are met simultaneously, the rotor to be tested is deemed to comply with G2.5  standard.
  • Condition (1) : The amplitude of the first-order component of rotor speed of the servo motor to be tested containing rotor to be tested at 1800 RPM is less than standard amplitude of the standard servo motor (of the same type as the tested servo motor) that meets G2.5 at 1800 RPM;
  • Condition (2) : The amplitude of the first-order component of rotor speed of the servo motor to be tested containing rotor to be tested at 2400RPM is less than standard amplitude of the standard servo motor (of the same type as the tested servo motor) that meets G2.5 at 2400RPM;
  • Condition (3) : The amplitude of the first-order component of rotor speed of the servo motor to be tested containing rotor to be tested at 3000RPM is less than standard amplitude of the standard servo motor (of the same type as the tested servo motor) that meets G2.5 at 3000RPM.
  • (2) : determining that the dynamic balance quality is unqualified when at least one amplitude is greater than respective at least one standard amplitude.
  • For example, when at least one of the above three conditions is not met, it is determined that the rotor to be tested does not meet the G2.5 standard.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of calibration relationship curve between set speed and standard amplitude according to an embodiment of the present invention.
  • In Figure 2, the horizontal axis represents set speed (for example, in RPM) , and the vertical axis represents standard amplitude of the first order component of rotor speed signal of the same type model of servo motor (i.e. standard servo motor) containing standard rotor at the set speed. Among them, the rotor speed signals at respective set speeds can be obtained from encoder of the standard servo motor. Then, perform Fourier transform or order analysis on respective rotor speed signals to obtain respective amplitudes of respective first-order components of respective rotor speed signals.
  • For example, a standard rotor can be a standard rotor at various dynamic balance levels. The dynamic balance level represents the dynamic balance accuracy requirements of the rotor, and the common ratio between accuracy levels is usually 2.5. The dynamic balance level can include the following levels: G4000, G1600, G630, G250, G100, G40, G16, G6.3, G4.0, G2.5, G1, and G0.4. Among them, the smaller the number of balance accuracy levels, the higher the balance accuracy, and the smaller the residual imbalance. For each dynamic balance level, corresponding relationship curves can be calibrated separately.
  • The relationship curve 10 in Figure 2 is calibration curve of a standard servo motor with G2.5, which includes corresponding relationship between multiple standard amplitudes and multiple set speeds. For example, when the motor speed is set to 1800 RPM, the corresponding standard amplitude is 0.0603; When the motor speed  is set to 2400RPM, the corresponding standard amplitude is 0.1062. The more rotational speeds are set, the higher the accuracy of the relationship curve between the set speed and the standard amplitude. When the number of speed settings is small, the relationship curve can be calculated using various types of interpolation algorithms.
  • Based on relationship curve 10, it is possible to verify the rotor dynamic balance quality of motors of the same type.
  • FIG. 3 is a first schematic diagram of determining dynamic balance quality of servo motor based on a single point according to an embodiment of the present invention
  • In Figure 3, obtain speed signal of rotor to be tested at a set speed (such as 2400RPM) from encoder of the servo motor to be tested containing the rotor. Based on Fourier transform or order analysis, the amplitude of the first-order component of speed signal of the rotor to be tested is determined to be 0.07, which corresponds to Point A in Figure 3. From the relationship curve 10 in Figure 2, when the speed is set to 2400RPM, the standard amplitude of the motor containing G2.5 rotor is 0.1062. Since the amplitude (0.07) of the first-order component of the rotor speed signal of the servo motor to be tested is less than the standard amplitude (0.1062) , it is determined that the dynamic balance quality of the rotor to be tested meets the requirements of G2.5.
  • FIG. 4 is a second schematic diagram of determining dynamic balance quality of servo motor based on a single point according to an embodiment of the present invention.
  • In Figure 4, obtain the speed signal of the rotor to be tested at a set speed (such as 2400RPM) from encoder of the servo motor to be tested containing the rotor. Based on Fourier transform or order analysis, the amplitude of the first-order component of the speed signal is determined to be 0.17, which corresponds to point B in Figure 4. From the relationship curve 10 in Figure 2, the standard amplitude of the motor containing G2.5 rotor is 0.1062 when set speed is 2400RPM. Since the amplitude (0.17) of the first-order component of the speed signal of the rotor to be tested is greater than the standard amplitude (0.1062) , it is determined that the dynamic balance quality of the rotor to be tested does not meet the requirements of G2.5.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of determining dynamic balance quality of servo motor based on multiple points according to an embodiment of the present invention.
  • In FIG. 5, obtain the respective rotor speed signals at 5 set speeds (1800 RPM, 2400RPM, 3000RPM, 3600RPM, and 4200 RPM) from encoder of the servo motor containing the rotor to be tested. Based on Fourier transform or order analysis, determine the amplitudes of the first order components of these 5 rotor speed signals, that is, determine points C to G in Figure 5. Among them, points D to G are all located below relationship curve 10, while point C is above relationship curve 10. Therefore, it is determined that the dynamic balance quality of the rotor to be tested does not meet the requirements of G2.5.
  • Based on the above description, embodiments of the present invention also propose apparatus for determining dynamic balance quality a servo motor. FIG. 6 is a structural diagram of apparatus for determining dynamic balance quality of servo motor according to an embodiment of the present invention.
  • As shown in FIG. 6, An apparatus 600 for determining dynamic balance quality of servo motor, comprising:
  • an obtaining module 601, configured to obtain a rotor speed signal of a servo motor at a set speed; a first determining module 602, configured to determine an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal; a comparing module 603, configured to compare the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor; and a second determining module 604, configured to determine dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  • In one embodiment, wherein the rotor speed signal is acquired after the servo motor enters a steady state; wherein the first determining module 602, configured to convert the rotor speed signal into a frequency domain signal based on Fourier transform; determine a first-order component of the frequency domain signal; determine an amplitude of the first-order component.
  • In one embodiment, wherein the first determining module 602, configured to perform order analysis on the rotor speed signal to determine a first-order component of the rotor speed signal; determine an amplitude of the first-order component.
  • In one embodiment, wherein the second determining module 604, configured to perform at least one of the following: determining that the dynamic balance quality is qualified when the amplitude is less than or equal to the standard amplitude; determining that the dynamic balance quality is unqualified when the amplitude is greater than the standard amplitude.
  • In one embodiment, wherein the number of set speeds is N, the number of amplitudes is N, and N is a positive integer of at least 2; wherein the second determining module 604, configured to perform at least one of the following: determining that the dynamic balance quality is qualified when N amplitudes are less than or equal to respective N standard amplitudes; determining that the dynamic balance quality is unqualified when at least one amplitude is greater than respective at least one standard amplitude.
  • In one embodiment, comprising a calibrating module 605, configured to determine the standard rotor based on a dynamic balancing equipment; install the standard rotor in the standard servo motor of the same type as the servo motor; obtain respective rotor speed signals of the standard servo motor at respective set speeds; determine respective amplitudes of respective first order components of the respective rotor speed signals; and to calibrate a  relationship curve between set speed and standard amplitude based on the set speeds and respective amplitudes.
  • In summary, embodiments of the present invention can determine the dynamic balance quality without the need for dynamic balance measurement equipment, and is particularly suitable for small axis high-speed servo motors, which can significantly save costs and time. Moreover, for customer applications: if there is a first-order velocity value in the initial state, when there is a load, the dynamic balance status of the entire system can be monitored; when there is no load, the dynamic balance state of the motor can be determined.
  • Embodiments of the present invention also provide an electronic device with processor-memory architecture. FIG. 7 is a structural diagram of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • As shown in FIG. 7, the electronic device 700 comprises a processor 701, a memory 702, and a computer program stored in the memory 702 and executable on the processor 701. When the computer program is executed by the processor 701, any one of the above-mentioned methods for determining dynamic balance quality of servo motor is implemented. The memory 702 may specifically be implemented as various storage medium such as Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) , Flash memory (Flash memory) , Programmable Program Read-Only Memory (PROM) . The processor 601 may be implemented to include one or more central processing units or one or more field programmable gate arrays, wherein the field programmable gate arrays integrate one or more central processing unit cores. Specifically, the central processing unit or central processing unit core may be implemented as a CPU or MCU or DSP, and so on.
  • It should be noted that not all steps and modules in the above-mentioned processes and structural diagrams are necessary, and some steps or modules may be omitted according to actual needs. The execution logic of each step is not fixed and can be adjusted as needed. The division of each module is only to facilitate the description of the functional division used. In actual implementation, a module can be implemented by multiple modules, and the functions of multiple modules can also be implemented by the same module. These modules can be in the same device or in a different device.
  • The hardware modules in various embodiments may be implemented mechanically or electronically. For example, a hardware module may include specially designed permanent circuits or logic devices (e.g., special-purpose processors, such as FPGAs or ASICs) to perform specific operations. Hardware modules may also include programmable logic devices or circuits temporarily configured by software (e.g., including general-purpose processors or other programmable processors) for performing operations. As for the specific mechanical method, or a dedicated permanent circuit, or a temporarily configured circuit (e.g., configured by software) to realize the hardware module, it can be decided according to cost and time considerations.
  • The above descriptions are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to  limit the protection scope of the present invention. Any modification, equivalent replacement, improvement, etc. made within the spirit and principle of the present invention shall be included within the protection scope of the present invention.

Claims (15)

  1. A method for determining dynamic balance quality of servo motor, comprising:
    obtaining (101) a rotor speed signal of a servo motor at a set speed;
    determining (102) an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal;
    comparing (103) the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor; and
    determining (104) dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  2. The method of claim 1, wherein the rotor speed signal is acquired after the servo motor enters a steady state;
    wherein determining (102) an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal comprises:
    converting the rotor speed signal into a frequency domain signal based on Fourier transform;
    determining a first-order component of the frequency domain signal;
    determine an amplitude of the first-order component.
  3. The method of claim 1, wherein determining (102) an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal comprises:
    performing order analysis on the rotor speed signal to determine a first-order component of the rotor speed signal;
    determining an amplitude of the first-order component.
  4. The method of any one of claims 1-3, wherein determining (104) dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result comprises at least one of the following:
    determining that the dynamic balance quality is qualified when the amplitude is less than or equal to the standard amplitude,
    determining that the dynamic balance quality is unqualified when the amplitude is greater than the standard amplitude.
  5. The method of any one of claims 1-3, wherein the number of set speeds is N, the number of amplitudes is N, and N is a positive integer of at least 2;
    wherein determining (104) dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result comprises at least one of the following:
    determining that the dynamic balance quality is qualified when N amplitudes are less than or equal to respective N standard amplitudes;
    determining that the dynamic balance quality is unqualified when at least one amplitude is greater than respective at least one standard amplitude.
  6. The method of any one of claims 1-3, comprising:
    determining the standard rotor based on a dynamic balancing equipment;
    installing the standard rotor in the standard servo motor of the same type as the servo motor;
    obtaining respective rotor speed signals of the standard servo motor at respective set speeds;
    determining respective amplitudes of respective first order components of the respective rotor speed signals;
    calibrating a relationship curve between set speed and standard amplitude based on the set speeds and respective amplitudes.
  7. An apparatus for determining dynamic balance quality of servo motor, comprising:
    an obtaining module (601) , configured to obtain a rotor speed signal of a servo motor at a set speed;
    a first determining module (602) , configured to determine an amplitude of a first-order component of the rotor speed signal;
    a comparing module (603) , configured to compare the amplitude with a standard amplitude corresponding to the set speed, wherein the standard amplitude is determined based on a calibration process of a standard servo motor of the same type as the servo motor, and the standard servo motor comprises a standard rotor; and
    a second determining module (604) , configured to determine dynamic balance quality of the servo motor based on a comparison result.
  8. The apparatus of claim 7, wherein the rotor speed signal is acquired after the servo motor enters a steady state;
    wherein the first determining module (602) , configured to convert the rotor speed signal into a frequency domain signal based on Fourier transform; determine a first-order component of the frequency domain signal; determine an amplitude of the first-order component.
  9. The apparatus of claim 7, wherein the first determining module (602) , configured to perform order analysis on the rotor speed signal to determine a first-order component of the rotor speed signal; determine an amplitude of the first-order component.
  10. The apparatus of any one of claims 7-9, wherein the second determining module (604) , configured to perform at least one of the following:
    determining that the dynamic balance quality is qualified when the amplitude is less than or equal to the standard amplitude,
    determining that the dynamic balance quality is unqualified when the amplitude is greater than the standard  amplitude.
  11. The apparatus of any one of claims 7-9, wherein the number of set speeds is N, the number of amplitudes is N, and N is a positive integer of at least 2;
    wherein the second determining module (604) , configured to perform at least one of the following:
    determining that the dynamic balance quality is qualified when N amplitudes are less than or equal to respective N standard amplitudes;
    determining that the dynamic balance quality is unqualified when at least one amplitude is greater than respective at least one standard amplitude.
  12. The apparatus of any one of claims 7-9, comprising:
    a calibrating module (605) , configured to determine the standard rotor based on a dynamic balancing equipment; install the standard rotor in the standard servo motor of the same type as the servo motor; obtain respective rotor speed signals of the standard servo motor at respective set speeds; determine respective amplitudes of respective first order components of the respective rotor speed signals; and to calibrate a relationship curve between set speed and standard amplitude based on the set speeds and respective amplitudes.
  13. An electronic device, comprising a processor (701) and a memory (702) , wherein an application program executable by the processor (701) is stored in the memory (702) for causing the processor (701) to execute a method for determining dynamic balance quality of servo motor according to any one of claims 1-6.
  14. A computer-readable medium comprising computer-readable instructions stored thereon, wherein the computer-readable instructions for executing a method for determining dynamic balance quality of servo motor according to any one of claims 1-6.
  15. A computer program product comprising a computer program, upon the computer program is executed by a processor for executing a method for determining dynamic balance quality of servo motor according to any one of claims 1-6.
EP23938740.0A 2023-05-26 2023-05-26 Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor Pending EP4698878A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2023/096649 WO2024243741A1 (en) 2023-05-26 2023-05-26 Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4698878A1 true EP4698878A1 (en) 2026-02-25

Family

ID=93656450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23938740.0A Pending EP4698878A1 (en) 2023-05-26 2023-05-26 Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4698878A1 (en)
CN (1) CN120958302A (en)
WO (1) WO2024243741A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7462999B2 (en) * 2006-03-29 2008-12-09 Mitchell Electronics, Inc Brushless servo motor tester
CN1869625B (en) * 2006-06-30 2010-05-12 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 Servo electric machine type dynamic torque generation system and its method
CN101169347A (en) * 2006-10-27 2008-04-30 上海市计量测试技术研究院 Torque speed measuring device speed characteristic testing platform
WO2013055253A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Инналабс Лимитед Method for calibrating the scale factor of a hydraulic angular velocity sensor or axisymmetric vibratory gyroscope
CN104077474A (en) * 2014-06-23 2014-10-01 华南理工大学 Meshing frequency and spectrum correction technology based wind power gear box order tracking method
CN105222973B (en) * 2015-10-27 2017-11-03 中国南方航空工业(集团)有限公司 Field calibration method for vibration signal order tracking technique
CN110987016A (en) * 2019-12-18 2020-04-10 北京振兴计量测试研究所 A dynamic characteristic calibration system of a dynamically tuned gyro flexible component
CN112051830B (en) * 2020-08-27 2021-08-24 深圳市显控科技股份有限公司 Servo driver aging test method, system, device and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
CN120958302A (en) 2025-11-14
WO2024243741A1 (en) 2024-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4485678A (en) Rotor diagnostic and balancing system
CN111984920B (en) Sub/supersynchronous harmonic parameter identification method, device, equipment and medium
CN107843740B (en) A kind of rotating speed measurement method of fusion vibration and voice signal spectrum signature
CN112282952A (en) Engine combustion fault determination method and device
US7890271B2 (en) Revolution indicator and a program for the revolution indicator
CN106645780B (en) DSP-based rotating speed detection method and system
CN112857834A (en) Method for evaluating running noise of double-pinion type electric power steering gear
CN110542562B (en) Measuring method, measuring device, control device and storage medium for engine torque
WO2024243741A1 (en) Method, apparatus, device, and medium for determining dynamic balance quality of servo motor
CN111845373B (en) Motor control method, device and equipment and electric automobile
CN109115408B (en) Dynamic balance test method of large hydroelectric generating set based on centrifugal force equation
CN114235388A (en) Gearbox fault detection method, device, equipment and storage medium
CN108519181B (en) Modeling and testing method for mass unbalance moment of platform body
CN117686232A (en) Method, device and storage medium for extracting vibration fundamental frequency of gas turbine in real time
CN116026574A (en) A Modal Parameter Identification Method Based on Environmental Random Excitation
CN117387950A (en) A method, device, equipment and storage medium for identifying the cause of rotor vibration
CN114858429B (en) A method for sampling rotating machinery vibration signals in equal angles and an order tracking analysis method
CN112284594B (en) Pre-estimated torque precision detection system and method and automobile
JP2003149259A (en) Vehicle speed signal conversion apparatus and method
CN115459653A (en) Motor control method, device, medium and electronic device
CN118821312B (en) Transmission error design method, device, equipment, storage medium and computer program product
CN113820055A (en) Method for measuring cogging torque of permanent magnet motor
CN117113200B (en) Rotor fault diagnosis method, device, electronic equipment and medium
CN110987454A (en) Test method and device for reducing vehicle noise, test equipment and storage medium
CN114593908A (en) Gear fault analysis method and device

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251121

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR