WO2020097770A1 - 伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置 - Google Patents

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WO2020097770A1
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servo motor
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mechanical
intersection line
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陶之雨
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深圳配天智能技术研究院有限公司
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    • 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
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/20—Estimation of torque
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage

Definitions

  • the invention relates to the technical field of servo systems, in particular to a servo system mechanical parameter identification method, a servo control system and a storage device.
  • the mechanical parameters of the servo system include rotational inertia, viscous friction coefficient, dynamic friction coefficient and eccentric load torque.
  • the traditional servo system mechanical parameter identification method uses a model reference adaptive identification method, which uses a variable model that changes the load moment of inertia to compare with the actual motor model. Until the two reach the same output, the identification is considered complete. However, the parameter setting in the variable model is more difficult. For example, the identification process may not be completed or it takes a lot of time due to improper setting, and usually only the rotational inertia of the servo system can be identified, and other parameters cannot be identified. Therefore, a new type of servo system mechanical parameter identification method is needed.
  • the invention provides a servo system mechanical parameter identification method, a servo control system and a storage device.
  • a technical solution provided by the present invention is to provide a method for identifying a mechanical parameter of a servo system.
  • the method includes: changing the angular acceleration of a servo motor multiple times; collecting the servo at multiple different times Current information, angular velocity information and angular position information of the motor; according to the angular position information, the angular velocity information and the current information of the servo motor, multiple sets of angular position change values and angular velocity change values under a preset sampling length are obtained And the accumulated torque impulse value; fit the mechanical characteristic plane of the servo motor according to the angular position change value, the angular velocity change value and the accumulated torque impulse value; obtain according to the mechanical characteristic plane The mechanical parameters of the servo system.
  • a servo control system including a processor, which can load program instructions and execute the aforementioned servo system mechanical parameter identification method.
  • another technical solution provided by the present invention is to provide a device with a storage function that stores program instructions, and the program instructions can be loaded and execute the aforementioned servo system mechanical parameter identification method.
  • the beneficial effect of the present invention is: by collecting the current information, angular velocity information and angular position information of the servo motor at different times, and using these information to obtain multiple sets of angular velocity changes, angular changes and accumulated torque impulses of the servo motor, so that the servo
  • the mechanical characteristic plane of the motor is fitted. According to the mechanical characteristic plane of the servo motor, multiple mechanical parameters of the servo motor can be determined.
  • multiple time segments are used for calculation instead of every sampling moment, the influence of system delay and system noise on the calculation results can be reduced. Therefore, the present invention can effectively and accurately identify the mechanical parameters of the servo system.
  • FIG. 1 is a schematic flowchart of an embodiment of a method for identifying a mechanical parameter of a servo system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of another embodiment of a method for identifying a mechanical parameter of a servo system according to the present invention.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method for acquiring a mechanical characteristic plane of a servo motor and determining the mechanical parameters of the servo system according to the parameters of the mechanical characteristic plane according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of an implementation algorithm of a method for identifying a mechanical parameter of a servo system of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of an embodiment of the servo control system of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the mechanical characteristic plane of the servo system obtained according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a schematic diagram of the intersection of the mechanical characteristic plane obtained in FIG. 6 and the first plane, where the first plane is defined by the angular velocity change and the cumulative torque coordinate axis.
  • FIG. 8 shows a schematic diagram of the intersection of the mechanical characteristic plane obtained in FIG. 6 and the second plane, where the second plane is defined by the angular position change and the cumulative torque coordinate axis.
  • T e represents the torque of the motor
  • T f represents the dynamic friction torque
  • T G represents the eccentric load moment of gravity
  • J represents the sum of the rotational inertia of the servo motor and the load rotational inertia converted to the motor shaft
  • B represents the viscous friction coefficient.
  • FIG. 1 is a schematic flowchart of an embodiment of a method for identifying a mechanical parameter of a servo system according to the present invention.
  • the method includes:
  • step S101 the angular acceleration of the servo motor is changed multiple times for testing.
  • the angular acceleration of the servo motor can be changed by setting the position loop, speed loop or current loop in the servo system control loop accordingly.
  • the servo motor can be operated at different angular speeds during the operation of the servo motor and reach multiple different angular positions.
  • the test process of changing the angular acceleration of the servo motor multiple times may be performed only once. In order to improve the accuracy of identification and eliminate or reduce the influence of random errors, multiple tests can also be performed, and the angular acceleration of the servo motor can be changed multiple times during each test.
  • the angular position of the servo motor can be changed from zero to a specified angle by changing the angular acceleration and angular jerk of the servo motor (ie, the derivative of angular acceleration) And, in this process, the angular velocity of the servo motor gradually increased from zero, and finally gradually reduced to zero.
  • the angular position change curve of the servo motor is S-shaped, so that the entire system can be started and stopped smoothly, and the impact on the connection structure of the servo system is small.
  • S102 Collect current information, angular velocity information, and angular position information of the servo motor at different times.
  • the current information, angular velocity information and angular position information of the servo motor are collected at different times.
  • the information can be directly measured, for example, current information can be directly obtained through a current sensor.
  • the information may also be calculated indirectly, for example, by integrating angular acceleration to obtain the angular velocity, and integrating the angular velocity to obtain the angular position.
  • the interval of each acquisition may be the same, for example, the acquisition is performed at a fixed sampling frequency, or the acquired sampling frequency may also be dynamically adjusted during the operation of the servo motor.
  • S103 According to the angular position information, angular velocity information, and current information of the servo motor, acquire multiple sets of angular position change values, angular velocity change values, and accumulated torque impulse values at a preset sampling length.
  • the preset sampling length can represent the number of sampling points. For example, if the preset sampling length is 10, it means that the 10 sampling points are used as a group and the angular position change value, angular speed change value and accumulated torque of each group are calculated separately. Impulse value.
  • the change value of the angular position and the change value of the angular velocity of each group of sampling points can be calculated by using the difference between the angular position of the last point and the first point in each group of sampling points and the difference of the angular velocity.
  • the torque value of each point in each group of sampling points can also be calculated, and the time interval between each point is combined to obtain a divided time period Cumulative torque impulse value of internal servo motor.
  • Cumulative torque impulse value of internal servo motor based on the angular position information, angular velocity information, and current information of the servo motor, multiple sets of angular position change values, angular velocity change values, and accumulated torque impulse values at a preset sampling length can be obtained.
  • the starting time and the sampling length may be set in advance, so as to divide the data points acquired during the test into multiple groups.
  • the start time can be set to the time when the servo motor starts to run, for example, when the angular position of the servo motor is zero, or to avoid disturbance at startup, the start time can also be set to the time after the servo motor starts to run for a period of time, At this time, the speed of the servo motor has been gradually increased to avoid the interference of the nonlinear phenomenon of friction during low-speed rotation on the test.
  • the sampling length can be the number of sampling points, and the sampling length is at least equal to 2, that is, a divided time period contains at least two sampling data points. The following is an example.
  • the entire test process can be divided into multiple time segments, and the index of the sample points included in each time segment is respectively K to k + m-1, k + m to k + 2m-1, k + 2m to k + 3m-1, etc., so that all sampling points will be included.
  • the data acquired at the sampling points in each divided time period can be used to calculate a set of angular position change values, angular velocity change values, and accumulated torque impulse values in step S103.
  • the sampling interval between any adjacent two of the plurality of sets of changes in angular position, changes in angular velocity, and accumulated torque impulse values are consistent.
  • the sampling interval can be set in advance.
  • the start time of each sub-period can be determined according to the sampling interval, and the end time of each sub-period can be determined according to the sampling length. For example, for the above example, you can set the sampling interval n, then the index of the sampling points included in each divided time period becomes k to k + m-1, k + n to k + n + m-1, k + 2n to k + 2n + m-1 ...
  • the sampling interval may be smaller than the sampling length, so that there may be an overlapping area between two adjacent time segments, thereby providing more groups of angular positions
  • the change value, angular velocity change value and accumulated torque impulse value are used for subsequent fitting, which helps to improve the accuracy of the subsequent fitting calculation.
  • step S104 the angular velocity change, the angular position change, and the cumulative torque are used as the coordinate axes, respectively, and the multiple sets of angular position information changes, angular information changes, and cumulative torque impulse values are defined as multiple in space. Coordinate points. Combining with the mechanical motion equation of the servo system, it can be seen that the multiple coordinate points obtained by the above definition method should theoretically conform to the integrated equation of the mechanical motion equation of the servo system, namely
  • t i and t i + 1 represent the start time and end time of each sampling length, respectively.
  • t i and t i + 1 represent the start time and end time of each sampling length, respectively.
  • these coordinate points can be fitted to obtain the corresponding equation of the integrated mechanical motion equation of the servo system. flat.
  • the specific fitting method is not limited, for example, the least square method is used to find the closest fitting plane to each coordinate point.
  • step S105 may be completed in an actual image space, or may only represent a mathematical operation.
  • S105 Determine the mechanical parameters of the servo system according to the parameters of the mechanical characteristic plane.
  • the plane corresponding to the integrated equation of the mechanical motion equation of the servo system is actually obtained. Therefore, in this step, according to the obtained mechanical characteristic plane and the sampling length or the time corresponding to the sampling length After calculation, the required mechanical parameters can be obtained to complete the identification process of the mechanical parameters of the servo system.
  • the invention collects the current information, angular velocity information and angular position information of the servo motor at different times, and uses these information to obtain multiple sets of angular velocity changes, angular changes and accumulated torque impulse of the servo motor, so that the mechanical characteristics of the servo motor can be flat After fitting, according to the mechanical characteristic plane of the servo motor, multiple mechanical parameters of the servo motor can be determined. In addition, since multiple time segments are used for calculation instead of every sampling moment, the influence of system delay and system noise on the calculation results can be reduced. Therefore, the present invention can effectively and accurately identify the mechanical parameters of the servo system.
  • the mechanical parameters of the servo system include rotational inertia and viscous friction coefficient
  • step S105 may specifically include:
  • a) Determine the first intersection line formed by the obtained mechanical characteristic plane and the first plane, where the first plane is the plane defined by the angular velocity change coordinate axis and the cumulative torque impulse coordinate axis, and then determined according to the slope of the first intersection Moment of inertia.
  • the first intersection of the mechanical characteristic plane and the first plane is actually the angle change term in the mechanical characteristic plane equation Set to zero. Since T e , T f and T G in the remaining terms are all constant, the slope of the first intersection line is determined by the moment of inertia J. Therefore, combining the time corresponding to the sampling length of each set of data, the rotational inertia of the servo system can be obtained.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of another embodiment of a method for identifying a mechanical parameter of a servo system according to the present invention.
  • the method includes:
  • S201 The angular acceleration of the servo motor is changed multiple times during multiple tests. Among them, the servo motor is rotated forward in part of the test, and the servo motor is rotated reversely in the other part of the test.
  • step S201 the servo motor is rotated forward during part of the test, and the servo motor is reversed during another part of the test.
  • the order of forward rotation and reverse rotation of the servo motor is not limited, for example, all the forward rotation (reverse rotation) tests of the servo motor can be completed before the reverse rotation (forward rotation) test, or the forward rotation can also be performed Test and reverse test are executed alternately.
  • S202 Collect current information, angular velocity information, and angular position information of the servo motor at multiple different times.
  • S203 According to the angular position information, angular velocity information, and current information of the servo motor, acquire multiple sets of angular position change values, angular velocity change values, and cumulative torque impulse values at a preset sampling length.
  • Steps S202 and S203 are similar to steps S102 and S103. For the sake of brevity, they will not be repeated here.
  • S204 Use the multiple coordinate points corresponding to the forward rotation of the servo motor to fit the forward mechanical characteristic plane of the servo motor, and use the multiple coordinate points corresponding to the reverse rotation of the servo motor to fit the reverse mechanical characteristic plane of the servo motor.
  • the coordinate points obtained during all forward rotation tests of the servo motor are used to fit the forward rotation mechanical characteristic plane of the servo motor, using The coordinate points obtained during the reverse test of the servo motor fit the reverse mechanical characteristic plane of the servo motor.
  • the value of the change of the angular position of all coordinate points obtained during the motor forward test is positive, and the value of the change of the angular position of all coordinate points obtained during the motor reverse test is negative, Therefore, in the coordinate system, it is easy to distinguish the two coordinate points and fit the forward mechanical characteristic plane and reverse mechanical characteristic plane of the servo motor respectively.
  • S205 Determine the mechanical parameters of the servo system according to the parameters of the forward / reverse mechanical characteristic plane.
  • the mechanical parameters include rotational inertia, viscous friction coefficient, eccentric load moment of gravity and dynamic friction moment.
  • Step S205 may specifically include:
  • a) Determine the first intersection line formed by the forward mechanical characteristic plane and the first plane, and determine the third intersection line formed by the reverse mechanical plane and the first plane, where the first plane is the angular velocity change coordinate axis and the accumulated torque
  • the plane defined by the impulse coordinate axis; the moment of inertia is determined according to the average of the slope of the first intersection line and the slope of the third intersection line.
  • the procedure for obtaining the moment of inertia has been explained in the previous embodiment. In this embodiment, the difference is only that: since the forward mechanical characteristic plane and the reverse mechanical characteristic plane are used, the first intersection line and the third intersection line are used The average value of the slope of the line determines the moment of inertia.
  • the first intersection line and the third intersection line refer to FIG. 7.
  • the difference between the intercept of the first intersection line and the third intersection line on the cumulative torque impulse coordinate axis is the integral of the dynamic friction torque in this period, therefore, the distance between the two intercepts Half represents the cumulative value of the dynamic friction torque impulse.
  • the rotational inertia, viscous friction coefficient, eccentric load moment of gravity and dynamic friction moment in the mechanical characteristic parameters of the servo system can be calculated, which makes up for the defect that the prior art can only calculate the rotational inertia.
  • the present invention also provides an embodiment for performing a significance test on the calculated viscous friction coefficient.
  • FIG. 3 shows a schematic flowchart of a method for acquiring a mechanical characteristic plane of a servo motor and determining the mechanical parameters of the servo system according to the parameters of the mechanical characteristic plane according to an embodiment of the present invention.
  • the method includes:
  • S301 Group multiple coordinate points in the test process corresponding to the forward rotation of the servo motor and multiple coordinate points in the test process corresponding to the reverse rotation of the servo motor according to a preset grouping.
  • the method of grouping the multiple coordinate points in the testing process separately may be random grouping.
  • the coordinate points obtained during each complete test process that is, the process of changing the position of the servo motor from zero to the specified position, can be grouped together.
  • S302 Fit the forward mechanical characteristic planes of multiple groups of servo motors and the reverse mechanical characteristic planes of multiple groups of servo motors according to the grouped coordinate points, respectively.
  • S303 Determine the measured values of multiple sets of viscous friction coefficients based on multiple sets of forward mechanical characteristic planes and reverse mechanical characteristic planes of the servo motor, and then determine the viscous friction coefficients.
  • step S302 and step S303 using a method similar to the foregoing embodiment, multiple sets of measured values of viscous friction coefficients can be determined according to each set of forward mechanical characteristic planes and each set of reverse mechanical characteristic planes of the servo system.
  • the measured value of the viscous friction coefficient is the value of the viscous friction coefficient calculated according to the slope of the second intersection line (or the average value of the slopes of the second intersection line and the fourth intersection line).
  • the viscosity coefficient of friction can be obtained by averaging the values of all these calculated coefficients of viscosity.
  • S304 Perform a T test on the coefficient of viscous friction to determine whether the obtained coefficient of viscous friction is significantly non-zero.
  • the standard deviation, average value that is, the viscosity friction coefficient determined in the previous step
  • the number of groups of multiple groups of viscous friction coefficients are substituted into it, and the corresponding limit value table can be queried to know the viscosity. Whether the friction coefficient is significantly non-zero.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of an implementation algorithm of a method for identifying a mechanical parameter of a servo system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of an embodiment of a servo control system 500 provided by the present invention.
  • the servo control system 500 includes a communication bus 501, a processor 502, and a memory 503.
  • the processor 502 and the memory 503 are coupled through a communication bus 501.
  • the memory 503 stores program data, and the program data can be loaded by the processor 502 and execute the servo system mechanical parameter identification method of any of the above embodiments. Understandably, in some other embodiments, the memory 503 may be set in the same physical device by different processors 502, but the method of any of the above embodiments is performed by combining the servo control system 500 with a network. It can be understood that the servo control system 500 may be a control system and related devices built in the servo system, or may be an external device and system connected to the servo system, such as a computer, industrial control equipment, and signal processing equipment.
  • the servo control system 500 can use the obtained parameter values to perform self-tuning of the servo system parameters and perform torque compensation according to the corresponding friction torques, thereby improving the dynamic performance and steady-state performance of the servo system.
  • the functions described in the above embodiments are implemented in software and sold or used as independent products, they can be stored in a device with a storage function, that is, the present invention also provides a storage device that stores a program.
  • the program data in the storage device can be executed to implement the method for acquiring the frequency characteristics of the servo system in the above-mentioned embodiment, and the storage device includes but is not limited to a U disk, an optical disk, a server, or a hard disk.

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Abstract

本发明公开了伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置。该方法包括：对伺服电机的角加速度进行多次改变；采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息；根据所述伺服电机的所述角度位置信息、所述角速度信息和所述电流信息获取多组具有预设采样长度的角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值；根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面；根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数。

Description

伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置 【技术领域】
本发明涉及伺服系统技术领域，特别是涉及一种伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置。
【背景技术】
对于伺服系统的控制过程中，伺服系统的机械参数的辨识十分重要，只有获取了伺服系统的各机械参数，才能精准地对伺服系统的各控制参数进行调整，从而实现精确控制的目的。伺服系统的机械参数包括转动惯量、粘滞摩擦系数、动摩擦系数和偏载重转矩等。
传统的伺服系统机械参数辨识方法采用模型参考自适应辨识法，是利用改变负载转动惯量的可变模型和实际电机模型进行对比，直到二者达到相同的输出则认为辨识完成。但是，可变模型中的参数设置较为困难，如设定不当辨识过程可能无法完成或者需要花费大量时间，并且通常只能辨识伺服系统的转动惯量，而不可辨识其他参数。因此，需要一种新型的伺服系统机械参数辨识方法。
【发明内容】
本发明提供一种伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案为：提供一种伺服系统机械参数辨识方法，该方法包括：对伺服电机的角加速度进行多次改变；采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息；根据所述伺服电机的所述角度位置信息、所述角速度信息和所述电流信息获取预设采样长度下的多组角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值；根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面；根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参 数。
为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案为：提供一种伺服控制系统，包括处理器，所述处理器可加载程序指令并执行前述伺服系统机械参数辨识方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案为：提供一种具有存储功能的装置，存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行前述伺服系统机械参数辨识方法。
本发明的有益效果是：通过采集不同时刻下伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息，并利用这些信息获取伺服电机的多组角速度变化、角度变化和累积转矩冲量，从而可以对伺服电机的机械特性平面进行拟合，根据伺服电机的机械特性平面，就可以确定伺服电机的多个机械参数。此外，由于使用了多个分时间段而不是每个采样时刻进行计算，就可以减少系统延迟和系统噪声对计算结果的影响。因此，本发明可以有效、精确地辨识伺服系统的机械参数。
【附图说明】
图1是本发明伺服系统机械参数辨识方法一实施例的流程示意图。
图2是本发明伺服系统机械参数辨识方法另一实施例的流程示意图。
图3根据本发明一实施例示出了获取伺服电机的机械特性平面并根据机械特性平面的参数确定伺服系统的机械参数的方法的流程示意图。
图4是本发明伺服系统机械参数辨识方法的一种实现算法的流程示意图。
图5是本发明伺服控制系统一实施例的结构示意图。
图6根据本发明一实施例示出了拟合得到的伺服系统的机械特性平面的示意图。
图7示出了图6中拟合得到的机械特性平面与第一平面的交线的示意图，其中，第一平面是角速度变化和累积转矩坐标轴定义得到的。
图8示出了图6中拟合得到的机械特性平面与第二平面的交线的示意图，其中，第二平面是角角度位置变化和累积转矩坐标轴定义得到的。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
常见的伺服电机的机械运动方程如下：
Figure PCTCN2018115089-appb-000001
其中T e表示电机的转矩，T f表示动摩擦力矩，T G表示偏载重力矩，J表示伺服电机的转动惯量和折算到电机轴上的负载转动惯量的总和，而B表示粘滞摩擦系数。本发明提出一种用于辨识上述方程中的各机械参数的方法。
请参阅图1，图1是本发明伺服系统机械参数辨识方法一实施例的流程示意图。该方法包括：
S101：对伺服电机的角加速度进行多次改变。
在步骤S101中，对伺服电机的角加速度进行多次改变，以进行测试。对伺服电机的角加速度改变可以是通过对伺服系统控制环中的位置环、速度环或者电流环进行相应的设置。通过对伺服电机的角加速度进行多次改变，可以在伺服电机运行过程中令伺服电机以不同的角速度运转，并到达多个不同的角度位置。可以理解，对伺服电机的角加速度进行多次改变的测试过程可以只进行一次。为了提高辨识的精确性，消除或减少随机误差的影响，也可以进行多次测试，并在每次测试过程中对伺服电机的角加速度进行多次改变。
可选地，根据一些实施例，在每次测试过程中，可以通过改变伺服电机的角加速度和角急动度(即角加速度的导数)，使伺服电机的角度位置由零变化至一个指定角度，并且在此过程中，伺服电机的角速度由零逐渐增加，最后再逐 渐降低为零。这样，就使得伺服电机的角度位置变化曲线呈S型，使得整个系统可以平稳启动和停止，对伺服系统的连接结构冲击较小。
S102：采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息。
在伺服电机运转的过程中，采集多个不同时刻下伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息。这些信息可以是直接测量得到的，例如通过电流传感器可以直接得到电流信息。这些信息也可以是间接计算得到的，例如通过将角加速度积分得到角速度，将角速度积分得到角度位置。可选地，每次采集的间隔可以一致，例如，以固定的采样频率采集，或者采集的采样频率也可以在伺服电机运转的过程中动态地调整。
S103：根据伺服电机的角度位置信息、角速度信息和电流信息，获取预设采样长度下的多组角度位置的变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值。
预设采样长度可以表示采样点的数量，例如，若预设采样长度为10，则说明将10个采样点作为一组并分别计算每组的角度位置的变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值。各组采样点的角度位置的变化值和角速度变化值可以使用各组采样点中的最后一个点与第一个点的角度位置的差值以及角速度的差值计算。此外，由于伺服电机的转矩与电流(Q轴电流)成正比，还可以计算各组采样点中每个点的转矩值，并结合每个点之间的时间间隔，积分得到分时间段内伺服电机的累积转矩冲量值。由此，根据伺服电机的角度位置信息、角速度信息和电流信息，可获取预设采样长度下的多组的角度位置的变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值。
在一些实施例中，可以预先设定起始时刻和采样长度，从而将测试过程中获取的数据点分为多组。起始时刻可以设置为伺服电机开始运行的时刻，例如伺服电机的角度位置为零的时刻，或者，为了避免启动时的扰动，起始时刻也可以设置为伺服电机开始运行一段时间后的时刻，此时伺服电机转速已逐渐提升，避免了低速旋转时摩擦的非线性现象对测试的干扰。采样长度可以是采样 点的个数，采样长度至少等于2，即一个分时间段至少包含两个采样数据点。举例说明如下，若起始时刻的采样点的角标为k，采样长度设置为m，则可以将整个测试过程分为多个分时间段，每个分时间段包含的采样点的角标分别为k至k+m-1、k+m至k+2m-1、k+2m至k+3m-1等，从而将将所有采样点都被包含在内。每个分时间段内的采样点获取的数据就可用来计算步骤S103中的一组角度位置的变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值。
在一些实施例中，多组角度位置的变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值中的任意相邻两组之间的采样间隔一致。采样间隔可以预先设定，在将整个测试过程分为多个分时间段时，可以按采样间隔确定每个分时间段的开始时刻，并按采样长度确定每个分时间段的结束时刻。例如，对上面的例子，可以设定采样间隔n，则每个分时间段包含的采样点的角标变为k至k+m-1、k+n至k+n+m-1、k+2n至k+2n+m-1……在一些实施例中，采样间隔可小于采样长度，这样可以使相邻两个分时间段之间存在重叠区域，从而提供更多组的角度位置的变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值用于后续拟合，有助于提高后续拟合计算的准确性。
S104：根据得到的多组角度位置变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值拟合伺服电机的机械特性平面。
角度位置变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值之间的关系可反映伺服系统的机械特性。因此，通过将步骤S103中得到的多组角度位置变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值进行拟合，就可得到伺服电机的机械特性平面。例如，在步骤S104中，分别以角速度变化、角度位置变化和累积转矩为坐标轴，将多组角度位置信息的变化、角度信息的变化以及累积转矩冲量值定义为空间内的多个坐标点。结合伺服系统的机械运动方程可以看出，通过上述定义方式得到的多个坐标点理论上应该符合伺服系统的机械运动方程积分后的方程，即
Figure PCTCN2018115089-appb-000002
其中t i和t i+1分别表示每个采样长度的起始时刻和结束时刻。当然，由于各 种误差的存在，这些坐标点不会完全落在该方程定义的平面上，因此，可以将这些坐标点进行拟合，从而得到伺服系统的机械运动方程积分后的方程所对应的平面。具体的拟合方法不受限定，例如使用最小二乘法找到与各个坐标点距离最近的拟合平面。
应当注意，在实际操作中，步骤S105可以是在一个实际的图像空间中操作完成的，或者也可以仅代表数学意义上的运算操作。
S105：根据机械特性平面的参数确定伺服系统的机械参数。
在前一步骤中，得到的实际上是伺服系统的机械运动方程积分后的方程所对应的平面，因此，在这一步骤中，根据得到的机械特性平面并结合采样长度或采样长度对应的时间进行计算，就可以得到所需要的机械参数，完成伺服系统的机械参数的辨识过程。
本发明通过采集不同时刻下伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息，并利用这些信息获取伺服电机的多组角速度变化、角度变化和累积转矩冲量，从而可以对伺服电机的机械特性平面进行拟合，根据伺服电机的机械特性平面，就可以确定伺服电机的多个机械参数。此外，由于使用了多个分时间段而不是每个采样时刻进行计算，就可以减少系统延迟和系统噪声对计算结果的影响。因此，本发明可以有效、精确地辨识伺服系统的机械参数。
在一些实施例中，上述伺服系统的机械参数包括转动惯量和粘滞摩擦系数，步骤S105可具体包括：
a).确定得到的机械特性平面与第一平面形成的第一交线，其中，第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面，进而根据第一交线的斜率确定转动惯量。可以理解，机械特性平面与第一平面的第一交线其实是将机械特性平面方程中的角度变化项
Figure PCTCN2018115089-appb-000003
设为零，由于剩余项中T e、T f和T G均为常数，因此第一交线的斜率就由转动惯量J决定。因此，结合各组数据的采样长度对应的时间，就可以得到伺服系统的转动惯量。
b).确定得到的机械特性平面与第二平面形成的第二交线，其中，第二平面是角度位置变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面，进而根据第二交线 的斜率确定粘滞摩擦系数。可以理解，机械特性平面与第二平面的第二交线其实是将机械特性平面方程中的角度变化项
Figure PCTCN2018115089-appb-000004
设为零，由于剩余项中T f和T G均为常数，因此第二交线的斜率就由粘滞摩擦系数B决定。因此，根据第二交线的斜率就可以得到伺服系统的粘滞摩擦系数。
请参阅图2，图2是本发明伺服系统机械参数辨识方法另一实施例的流程示意图。该方法包括：
S201：在多次测试过程中对伺服电机的角加速度进行多次改变，其中，在一部分测试过程中使伺服电机正向旋转，在另一部分测试过程中，使伺服电机反向旋转。
在本实施例中，为了进一步辨识伺服系统机械运动方程中的其他参数，在步骤S201中，在一部分测试过程中使伺服电机正转，而在另一部分测试过程中使伺服电机反转。可以理解，使伺服电机正转和反转的顺序不受限制，例如，可以首先完成所有的伺服电机正转(反转)的测试再进行反转(正转)的测试，或者也可以正转测试和反转测试交替执行。
S202：采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息。
S203：根据伺服电机的角度位置信息、角速度信息和电流信息，获取预设采样长度下的多组角度位置变化值、角速度变化值及累计转矩冲量值。
步骤S202和S203与步骤S102和S103类似，为了简洁性考虑，在此不再赘述。
S204：利用伺服电机正向旋转对应的多个坐标点拟合伺服电机的正转机械特性平面，利用伺服电机反向旋转对应的多个坐标点拟合伺服电机的反转机械特性平面。
与前述实施例中使用所有坐标点拟合伺服系统的机械特性平面不同，在本实施例中，使用伺服电机所有正转测试过程中得到的坐标点拟合伺服电机的正转机械特性平面，使用伺服电机所有反转测试过程中得到的坐标点拟合伺服电 机的反转机械特性平面。如图6所示，由于电机正转测试过程中得到的所有坐标点的角度位置变化的值均为正，而电机反转测试过程中得到的所有坐标点的角度位置变化的值均为负，因此，在坐标系中可以很容易将这两部分坐标点区分开来，并分别拟合伺服电机的正转机械特性平面和反转机械特性平面。
S205：根据正转/反转机械特性平面的参数确定伺服系统的机械参数。
在本实施例中，机械参数包括转动惯量、粘滞摩擦系数、偏载重力矩和动摩擦力矩。步骤S205可具体包括：
a).确定正转机械特性平面与第一平面形成的第一交线，确定反转机械平面与第一平面形成的第三交线，其中，第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；根据第一交线的斜率及第三交线的斜率的平均值确定转动惯量。获得转动惯量的步骤在前述实施例中已进行过解释，在本实施例中，区别仅在于：由于使用了正转机械特性平面和反转机械特性平面，因此使用第一交线和第三交线的斜率的平均值确定转动惯量。第一交线和第三交线的一个例子可参考图7。
b).根据第一交线在所述累积转矩冲量坐标轴上的截距与第三交线在累积转矩冲量坐标轴上的截距的平均值确定偏载重力矩冲量的累积值，进而结合采样长度确定偏载重力矩。仍参考上述方程，第一交线和第三交线在累积转矩坐标轴上的截距分别为
Figure PCTCN2018115089-appb-000005
和
Figure PCTCN2018115089-appb-000006
由于偏载重力矩无论电机正转或者反转其方向均保持不变，即T G1＝T G2，因此，两个截距的共项就是偏载重力矩在时间t i～t i+1内的积分。结合采样长度对应的时间，就可以确定伺服系统的偏载重力矩。
c).根据第一交线在累积转矩冲量坐标轴上的截距与第三交线在累积转矩冲量坐标轴上的截距的差值的一半确定动摩擦力矩冲量的累积值，进而结合采样长度确定动摩擦力矩。根据上一步中的分析，第一交线和第三交线在累积转矩冲量坐标轴上的截距的区别就是动摩擦力矩在该时段内的积分，因此，两个截距之间的距离的一半就代表了动摩擦力矩冲量的累积值。结合采样长度对应 的时间，就可以确定伺服系统的动摩擦力矩。
d).确定正转机械特性平面与第二平面形成的第二交线，确定反转机械平面与第二平面形成的第四交线，其中，第二平面是角度位置变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面。根据第二交线的斜率及第四交线的斜率的平均值确定粘滞摩擦系数。获得粘滞摩擦系数的步骤在前述实施例中已进行过解释，在本实施例中，区别仅在于：由于使用了正转机械特性平面和反转机械特性平面，因此使用第二交线和第四交线的斜率的平均值确定粘滞摩擦系数。第二交线和第四交线的一个例子可参考图8。
通过实施本实施例，可以计算得到伺服系统机械特性参数中的转动惯量、粘滞摩擦系数、偏载重力矩以及动摩擦力矩，弥补了现有技术仅能计算转动惯量的缺陷。
由于粘滞摩擦系数的值往往较小，因此很容易受到系统噪声的干扰。因此，需要对粘滞摩擦系数进行显著性检验，判断得到的粘滞摩擦系数是否有效。因此本发明还提供一种实施例，用于对计算得到的粘滞摩擦系数进行显著性检验。
请参阅图3，图3根据本发明一实施例示出了获取伺服电机的机械特性平面并根据机械特性平面的参数确定伺服系统的机械参数的方法的流程示意图。该方法包括：
S301：按照预设分组，将伺服电机正向旋转对应的测试过程中的多个坐标点以及伺服电机反向旋转对应的测试过程中的多个坐标点分别分组。
可选的，将测试过程中的多个坐标点分别分组的方法可以是随机分组。或者，可以将每次完整的测试过程，即伺服电机位置由零变至指定位置的过程中得到的坐标点分为一组。
S302：根据分组后的多个坐标点，分别拟合多组伺服电机的正转机械特性平面和多组伺服电机的反转机械特性平面。
S303：根据伺服电机的多组正转机械特性平面和反转机械特性平面，确定多组粘滞摩擦系数的测量值，进而确定粘滞摩擦系数。
在步骤S302和步骤S303中，利用与前述实施例类似的方法，就可以根据伺服系统的各组正转机械特性平面和各组反转机械特性平面确定多组粘滞摩擦系数的测量值。其中，粘滞摩擦系数的测量值即为根据第二交线的斜率(或者第二交线与第四交线的斜率的平均值)计算得到的粘滞摩擦系数的值。将所有这些计算得到的粘滞摩擦系数的值取平均，就可以得到所需要的粘滞摩擦系数。
S304：对粘滞摩擦系数进行T检验，判断得到的粘滞摩擦系数是否显著不为零。
单总体T检验的统计量为：
Figure PCTCN2018115089-appb-000007
其中
Figure PCTCN2018115089-appb-000008
为样本平均数，σ X为样本标准差，n为样本数，μ为T检验的显著性标准。在这里，我们要检验粘滞摩擦系数是否显著不为零，因此μ＝0。
根据预先设定的阈值，将多组粘滞摩擦系数的标准差、平均值(即上一步中确定的粘滞摩擦系数)以及组数代入其中，并查询相应的界值表就可以知道粘滞摩擦系数是否显著不为零。
S305：当得到的粘滞摩擦系数不满足显著不为零时，使用经验值更新该粘滞摩擦系数。
当得到的粘滞摩擦系数不满足显著不为零，意味着它实际上很大可能是由系统噪声引起的误差，而不是真实的粘滞摩擦系数，因此，使用经验值(例如，0，或者10的-6次方)更新该粘滞摩擦系数。
通过实施本实施例，可以判断计算得到的粘滞摩擦系数是否由系统噪声误差引起，并根据判断结果将其更新，避免错误。
请参阅图4，图4是本发明伺服系统机械参数辨识方法的一种实现算法的流程示意图。
如图4所示，首先将伺服电机的加速度、位置等参数进行初始化(归零)，并设定测试次数m。然后生成多个角度位置的S曲线命令，在每次测试过程中控制伺服电机按曲线中的角度位置动作。同时，在每次测试过程中计算角速度 变化、角度位置变化、累积转矩冲量值等信息，并保存正反转测试的坐标点。当所有测试完成后，由得到的坐标点拟合正转和反转机械特性平面，从而获得需要的伺服系统机械特性参数，即转动惯量、动摩擦力矩、偏载重力矩和粘滞摩擦系数。接着，对粘滞摩擦系数B进行T检验，当检验结果为粘滞摩擦系数B不满足显著不为零时，使用经验值Br更新该粘滞摩擦系数B，或者将粘滞系数B设置为0。
请参阅图5，图5是本发明提供的伺服控制系统500一实施例的结构示意图。该伺服控制系统500包括通信总线501、处理器502和存储器503。处理器502和存储器503通过通信总线501耦接。
其中，存储器503保存有程序数据，程序数据可被处理器502加载并执行上述任意实施例的伺服系统机械参数辨识方法。可以理解地，在其它一些实施例中，存储器503可以不同处理器502设置于同一实体装置中，而是通过将伺服控制系统500结合网络来执行上述任一实施例的方法。可以理解，伺服控制系统500可以是伺服系统内置的控制系统及相关装置，也可以是与伺服系统连接的外部设备及系统，例如计算机、工业控制设备、信号处理设备等。
在得到伺服系统各机械参数后，伺服控制系统500就可以利用求出的参数值对伺服系统进行参数自整定并根据相应的摩擦力矩进行力矩补偿，从而提高伺服系统的动态性能和稳态性能。
上述实施例所述功能如果以软件形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可存储在一个具有存储功能的装置中，即，本发明还提供一种存储有程序的存储装置。存储装置中程序数据能够被执行以实现上述实施例中获取伺服系统频率特性的方法，该存储装置包括但不限于U盘、光盘、服务器或者硬盘等。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (20)

  1. 一种伺服系统机械参数辨识方法，其特征在于，包括：
    对伺服电机的角加速度进行多次改变；
    采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息；
    根据所述伺服电机的所述角度位置信息、所述角速度信息和所述电流信息获取预设采样长度下的多组角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值；
    根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面；
    根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数。
  2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对伺服电机的角加速度进行多次改变的步骤，包括：
    改变所述伺服电机的角加速度和角急动度，使所述伺服电机的角度位置由零变化至指定角度，且使所述伺服电机的角速度由零逐渐增加，最后再逐渐降低为零。
  3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面的步骤包括：
    分别以角度位置变化、角速度变化及累积转矩冲量为坐标轴，将所述多组角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值定义为空间内的多个坐标点，并利用所述多个坐标点拟合所述伺服电机的机械特性平面。
  4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：
    所述机械参数包括转动惯量和粘滞摩擦系数；
    所述根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：
    确定所述机械特性平面与第一平面形成的第一交线，其中，所述第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第一交线的斜率确定所述转动惯量；
    确定所述机械特性平面与第二平面形成的第二交线，其中，所述第二平面是角度位置变化和所述累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第二交线的斜率确定所述粘滞摩擦系数。
  5. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：
    所述机械特性平面包括正转机械特性平面和反转机械特性平面；
    所述利用所述多个坐标点拟合所述伺服电机的机械特性平面的步骤包括：
    利用所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的正转机械特性平面；以及
    利用所述伺服电机反向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的反转机械特性平面。
  6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：
    所述机械参数包括转动惯量、粘滞摩擦系数、偏载重力矩和动摩擦力矩；
    所述根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：
    确定所述正转机械特性平面与第一平面形成的第一交线，以及所述反转机械特性平面与所述第一平面形成的第三交线，其中，所述第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第一交线的斜率及所述第三交线的斜率的平均值确定所述转动惯量；
    根据所述第一交线在所述累积转矩冲量坐标轴上的截距与所述第三交线在所述累积转矩冲量坐标轴上的截距的平均值确定所述偏载重力矩的冲量累积值，进而结合所述预设采样长度确定所述偏载重力矩；
    根据所述第一交线在所述累积转矩坐标轴上的截距与所述第三交线在所述累积转矩坐标轴上的截距的差值的一半确定动摩擦力矩的冲量累积值，进而结 合所述预设采样长度确定所述动摩擦力矩；
    确定所述正转机械特性平面与第二平面形成的第二交线，以及所述反转机械平面与所述第二平面形成的第四交线，其中，所述第二平面是所述角度位置变化坐标轴定义和所述累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第二交线的斜率及所述第四交线的斜率的平均值确定所述粘滞摩擦系数。
  7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：
    所述利用所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的正转机械特性平面的步骤，以及所述利用所述伺服电机反向旋转对应的所述测试过程中的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的反转机械特性平面的步骤，包括：
    按照预设分组，将所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点以及所述伺服电机反向旋转对应的所述多个坐标点分别分组；
    根据分组后的所述多个坐标点，分别拟合多组所述伺服电机的正转机械特性平面以及多组所述伺服电机的反转机械特性平面；
    所述根据所述机械特性平面的参数获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：
    确定所述多组正转机械特性平面与第二平面形成的多组第二交线，以及所述多组反转机械平面与所述第二平面形成的多组第四交线，其中，所述第二平面是所述角度位置变化坐标轴和所述累积转矩坐标轴定义的平面；
    根据多组所述第二交线的斜率及对应的多组所述第四交线的斜率的平均值确定多组粘滞摩擦系数测量值，并根据所述多组粘滞摩擦系数测量值的平均值确定所述粘滞摩擦系数。
  8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述根据所述多组粘滞摩擦系数值的平均值确定所述粘滞摩擦系数的步骤之后，还包括：
    对所述粘滞摩擦系数进行T检验，判断所述粘滞摩擦系数是否显著不为零；
    若否，则使用经验值更新所述粘滞摩擦系数。
  9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于：
    所述预设分组为随机分组；
    所述预设分组为：在每次所述正向旋转或反向旋转过程中，将所述伺服电机位置由零变至指定位置的过程中得到的所述坐标点分为一组。
  10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多组角度位置变化值、角速度变化值及所述伺服电机的累积转矩冲量值中的任意相邻两组之间的采样间隔一致。
  11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述采样间隔的长度小于所述预设采样长度。
  12. 一种伺服控制系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器可加载程序指令并执行一种伺服系统机械参数辨识方法，所述方法包括：
    对伺服电机的角加速度进行多次改变；
    采集多个不同时刻下所述伺服电机的电流信息、角速度信息和角度位置信息；
    根据所述伺服电机的所述角度位置信息、所述角速度信息和所述电流信息获取预设采样长度下的多组角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值；
    根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面；
    根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数。
  13. 如权利要求12所述的伺服系统，其特征在于：所述根据所述角度位置变化值、所述角速度变化值及所述累积转矩冲量值拟合所述伺服电机的机械特性平面的步骤包括：
    分别以角度位置变化、角速度变化及累积转矩冲量为坐标轴，将所述多组角度位置变化值、角速度变化值及所述累积转矩冲量值定义为空间内的多个坐 标点，并利用所述多个坐标点拟合所述伺服电机的机械特性平面。
  14. 如权利要求13所述的伺服系统，其特征在于：
    所述机械参数包括转动惯量和粘滞摩擦系数；
    所述根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：
    确定所述机械特性平面与第一平面形成的第一交线，其中，所述第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第一交线的斜率确定所述转动惯量；
    确定所述机械特性平面与第二平面形成的第二交线，其中，所述第二平面是角度位置变化和所述累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第二交线的斜率确定所述粘滞摩擦系数。
  15. 如权利要求13所述的伺服系统，其特征在于：
    所述机械特性平面包括正转机械特性平面和反转机械特性平面；
    所述利用所述多个坐标点拟合所述伺服电机的机械特性平面的步骤包括：
    利用所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的正转机械特性平面；以及
    利用所述伺服电机反向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的反转机械特性平面。
  16. 如权利要求15所述的伺服系统，其特征在于：
    所述机械参数包括转动惯量、粘滞摩擦系数、偏载重力矩和动摩擦力矩；
    所述根据所述机械特性平面获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：
    确定所述正转机械特性平面与第一平面形成的第一交线，以及所述反转机械特性平面与所述第一平面形成的第三交线，其中，所述第一平面是角速度变化坐标轴和累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第一交线的斜率及所述第三交线的斜率的平均值确定所述转动惯量；
    根据所述第一交线在所述累积转矩冲量坐标轴上的截距与所述第三交线在 所述累积转矩冲量坐标轴上的截距的平均值确定所述偏载重力矩的冲量累积值，进而结合所述预设采样长度确定所述偏载重力矩；
    根据所述第一交线在所述累积转矩坐标轴上的截距与所述第三交线在所述累积转矩坐标轴上的截距的差值的一半确定动摩擦力矩的冲量累积值，进而结合所述预设采样长度确定所述动摩擦力矩；
    确定所述正转机械特性平面与第二平面形成的第二交线，以及所述反转机械平面与所述第二平面形成的第四交线，其中，所述第二平面是所述角度位置变化坐标轴定义和所述累积转矩冲量坐标轴定义的平面；
    根据所述第二交线的斜率及所述第四交线的斜率的平均值确定所述粘滞摩擦系数。
  17. 如权利要求15所述的伺服系统，其特征在于：
    所述利用所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的正转机械特性平面的步骤，以及所述利用所述伺服电机反向旋转对应的所述测试过程中的所述多个坐标点拟合所述伺服电机的反转机械特性平面的步骤，包括：
    按照预设分组，将所述伺服电机正向旋转对应的所述多个坐标点以及所述伺服电机反向旋转对应的所述多个坐标点分别分组；
    根据分组后的所述多个坐标点，分别拟合多组所述伺服电机的正转机械特性平面以及多组所述伺服电机的反转机械特性平面；
    所述根据所述机械特性平面的参数获取所述伺服系统的机械参数的步骤包括：
    确定所述多组正转机械特性平面与第二平面形成的多组第二交线，以及所述多组反转机械平面与所述第二平面形成的多组第四交线，其中，所述第二平面是所述角度位置变化坐标轴和所述累积转矩坐标轴定义的平面；
    根据多组所述第二交线的斜率及对应的多组所述第四交线的斜率的平均值确定多组粘滞摩擦系数测量值，并根据所述多组粘滞摩擦系数测量值的平均值 确定所述粘滞摩擦系数。
  18. 如权利要求17所述的伺服系统，其特征在于，在所述根据所述多组粘滞摩擦系数值的平均值确定所述粘滞摩擦系数的步骤之后，还包括：
    对所述粘滞摩擦系数进行T检验，判断所述粘滞摩擦系数是否显著不为零；
    若否，则使用经验值更新所述粘滞摩擦系数。
  19. 如权利要求17所述的私服系统，其特征在于：
    所述预设分组为随机分组；
    所述预设分组为：在每次所述正向旋转或反向旋转过程中，将所述伺服电机位置由零变至指定位置的过程中得到的所述坐标点分为一组。
  20. 一种具有存储功能的装置，其特征在于，存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行一种伺服系统机械参数辨识方法，所述方法包括：
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