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专利名称：交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台的制作方法
技术领域：
本发明提供一种机械谐振抑制测试平台，具体涉及一种交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台。
背景技术：
伺服驱动系统是当今的电力传动领域中一个重要组成部分，完整的伺服驱动系统由电气部分和机械部分共同构成的，系统性能的提高受到两个部分共同制约。在伺服驱动系统的机械传动部分，伺服驱动系统经常使用到传动轴、变速器、联轴器等传动装置连接电机和负载。而且实际传动装置不是理想刚体，存在一定的弹性。典型的工业控制系统设备中，伺服电机通过这类刚性有限的传动装置与执行机构联接。这种有弹性连接的电机-负载双质量系统中，弹性的存在常会在伺服系统的机械传动机构中引入机械谐振，主要体现为机械装置的振动，电机与负载转速的振动，电机输出转矩振荡等机械现象。机械谐振除了会严重影响生产加工质量外，还会对机械传动装置造成严重的损害，影响其使用寿命。机械谐振会引发控制系统中的控制量振荡，使得闭环控制的稳定性以及可调整性受到制约。目前，国内外已经进行过很多关于机械谐振抑制的研究，提出了多种机械谐振抑制的方案。一些高端伺服品牌中也具备了机械谐振自动辨识和自动抑制的功能。但是，针对于机械谐振抑制功能，尚无准确的测试平台，只能在具体应用中使用各伺服品牌的在线谐振抑制功能， 缺乏综合对比能力，因此无法评判各伺服品牌谐振抑制功能的优劣。本发明所提出的机械谐振抑制测试平台，就是为解决此问题而设计的。

发明内容
本发明的目的是提供一种交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台，以测量机械传动系统的谐振抑制功能。本发明包括被测电机、联轴节、高精度码盘、传动轴、惯量盘、惯量盘加载托盘、力口载电机、第一支架、第二支架、第三支架、惯量盘托盘和底盘，所述的被测电机内部电机轴上安装了一个高精度光电编码器，被测电机的电机轴通过联轴节与传动轴连接，被测电机通过第一支架固定在底盘上，所述的加载电机内部电机轴上安装了一个高精度光电编码器， 加载电机通过第三支架固定在底盘上，所述的第二支架固定在底盘上，高精度码盘通过第二支架支撑，所述的惯量盘通过惯量盘托盘悬空于传动轴上，在惯量盘的圆环上均勻分布着多个小圆孔且与惯量盘加载托盘上小圆孔的个数和所处位置相同，惯量盘托盘底端固定于底座上，所述的惯量盘加载托盘固定在加载电机的电机轴端部，被测电机的电机轴、联轴节、传动轴、惯量盘加载托盘和加载电机的电机轴顺次同轴连接。本发明的交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台优点在于1、惯量盘未加载时可放置于惯量盘托盘上，传动轴从惯量盘中孔悬空穿过；当需要改变负载惯量时只需将惯量盘安装到惯量盘加载托盘上，简单方便。2、具有多根可替换传动轴，并且可加载不同数量的惯量盘。因此机械谐振频率可预置范围较大，能够在较大的频率范围内进行机械谐振抑制功能的测试。3.使用高精度光电编码器同时测量电机端与负载端位置，从而可精确测量电机端与负载端转速，通过加载电机驱动器或者上位机可精确检测出系统中的机械谐振信号。4、加载电机可输出连续可调的负载转矩，能够模拟各类型实际负载，提高测试平台的在线模拟能力。


图1为交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台的示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、本发明包括被测电机1、联轴节2、高精度码盘3、传动轴4、惯量盘5、惯量盘加载托盘6、加载电机7、第一支架8、第二支架9、第三支架10、惯量盘托盘11 和底盘12，所述的被测电机1内部电机轴上安装了一个高精度光电编码器，被测电机1的电机轴通过联轴节2与传动轴4连接，被测电机1通过第一支架8固定在底盘12上，所述的加载电机7内部电机轴上安装了一个高精度光电编码器，加载电机7通过第三支架10固定在底盘12上，所述的第二支架9固定在底盘12上，高精度码盘3通过第二支架9支撑，所述的惯量盘5通过惯量盘托盘11悬空于传动轴4上，在惯量盘5的圆环上均勻分布着多个小圆孔且与惯量盘加载托盘6上小圆孔的个数和所处位置相同，惯量盘托盘11底端固定于底座12上，所述的惯量盘加载托盘6固定在加载电机7的电机轴端部，被测电机1的电机轴、联轴节2、传动轴4、惯量盘加载托盘6和加载电机7的电机轴顺次同轴连接。通过在惯量盘加载托盘6上加载不同数量的惯量盘5，改变负载惯量。当惯量盘5 不需要加载至惯量盘加载托盘6时，可放置在中间惯量盘托盘11处，传动轴4从惯量盘5 中间悬空穿过，从而方便在不更换传动轴的情况下随时增减惯量盘5。通过改变惯量盘5的个数量可改变负载转动惯量，可以改变机械谐振频率以及振幅，通过加载电机7可以加载被测电机1的力矩，从而使交流永磁伺服系统在一个较大的频率范围内预置机械谐振频率并进行测试。传动轴4可由多根弹性系数不同但机械安装尺寸相同的传动轴进行替换。通过改变加载电机7侧的惯量盘5以及替换传动轴4，即可达到改变传动系统谐振频率的目的。假定设计4根不同弹性系数的传动轴，以及8个惯量相同的惯量盘。惯量盘加载托盘、加载电机的转动惯量以及传动轴的转动惯量总共约为1. 5X l(T3kg ·πι2，预计每个惯量盘的惯量约为1. 5Χ 10_3kg · m2。不同传动轴以及惯量盘下的谐振频率如表1所示。表1传动轴与惯量盘参数表
权利要求
1.交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台，其特征在于它包括被测电机(1)、 联轴节(2)、高精度码盘(3)、传动轴(4)、惯量盘(5)、惯量盘加载托盘(6)、加载电机(7)、 第一支架(8)、第二支架(9)、第三支架(10)、惯量盘托盘(11)和底盘(12)，所述的被测电机⑴内部电机轴上安装了一个高精度光电编码器，被测电机⑴的电机轴通过联轴节O) 与传动轴(4)连接，被测电机(1)通过第一支架(8)固定在底盘(1 上，所述的加载电机 (7)内部电机轴上安装了一个高精度光电编码器，加载电机(7)通过第三支架(10)固定在底盘(1 上，所述的第二支架(9)固定在底盘(1 上，高精度码盘C3)通过第二支架(9) 支撑，所述的惯量盘( 通过惯量盘托盘(11)悬空于传动轴(4)上，在惯量盘(5)的圆环上均勻分布着多个小圆孔且与惯量盘加载托盘(6)上小圆孔的个数和所处位置相同，惯量盘托盘(11)底端固定于底座(12)上，所述的惯量盘加载托盘(6)固定在加载电机(7)的电机轴端部，被测电机⑴的电机轴、联轴节O)、传动轴G)、惯量盘加载托盘(6)和加载电机(7)的电机轴顺次同轴连接。
2.根据权利要求1所述的交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台，其特征在于被测电机(1)和加载电机(7)内部安装的两个高精度光电编码器的分辨率为 2π 2π r^T下(rad)°
3.根据权利要求1所述的交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台，其特征在于加载电机(7)的加载力矩连续可调。
全文摘要
交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台，本发明涉及一种交流永磁伺服系统机械谐振抑制功能测试平台。本发明为了解决机械谐振抑制功能的测试问题。包括被测电机、联轴节、高精度码盘、传动轴、惯量盘、惯量盘加载托盘、加载电机、第一支架、第二支架、第三支架、惯量盘托盘和底盘，被测电机和加载电机内部分别安装一个高精度光电编码器，被测电机的电机轴通过联轴节与传动轴连接，高精度码盘通过第二支架支撑，惯量盘放置于惯量盘托盘上，传动轴从惯量盘中间通孔内悬空穿过，被测电机的电机轴、联轴节、传动轴、惯量盘加载托盘和加载电机的电机轴顺次同轴连接。本发明用于测试传动系统中伺服驱动器对机械谐振抑制的效果。
文档编号G01M7/02GK102519693SQ201110395960
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者徐殿国, 杨明, 胡浩 申请人:哈尔滨工业大学