一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺及其測試方法
【專利摘要】一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，包括信號發(fā)生及檢測裝置、伺服驅(qū)動器、電機和編碼器，所述信號發(fā)生及檢測裝置與伺服驅(qū)動器相連用于向伺服驅(qū)動器發(fā)出正弦波速度指令信號，所述伺服驅(qū)動器與電機相連，所述信號發(fā)生及檢測裝置和伺服驅(qū)動器均與編碼器相連，該測試平臺結構簡單、速度反饋信號響應速度快、自動化程度高，不存在人為判斷誤差。本發(fā)明還提供了一種伺服驅(qū)動器帶寬的測試方法，由信號發(fā)生及檢測裝置自動發(fā)送正弦波速度指令信號，通過編碼器反饋的脈沖信號自動識別生成速度反饋信號，對速度反饋信號和正弦波速度指令信號的波形進行自動比較并自動顯示帶寬測試結果。
【專利說明】一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺及其測試方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺及其測試方法。

【背景技術】
[0002]根據(jù)《交流伺服系統(tǒng)通用技術條件》GB/T 16439-2009 5.16的要求，伺服驅(qū)動器帶寬的測試方法為，當伺服驅(qū)動器工作在速度環(huán)模式下，輸入正弦波轉(zhuǎn)速指令，其幅值為額定轉(zhuǎn)速指令值的0.01倍，頻率由IHz逐漸升高，記錄電機對應的轉(zhuǎn)速曲線，隨著指令值頻率的提高，電機實際轉(zhuǎn)速的波形曲線相對正弦波轉(zhuǎn)速指令波形曲線的幅值逐漸減小，當幅值減小為指令值的0.707時，對應的頻率即為伺服驅(qū)動器的帶寬，GB/T 16439-2009 5.16規(guī)定的帶寬實際上是速度環(huán)帶寬。
[0003]針對上述條款的要求，現(xiàn)有的伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺一般包括正弦波信號發(fā)生器、伺服驅(qū)動器、電機、快速響應速度傳感器和示波器。測試時需要將正弦波信號發(fā)生器的頻率不斷調(diào)高，并且要不斷通過示波器來觀測對比速度傳感器反饋的波形和正弦波信號發(fā)生器的波形是否達到技術指標的要求。
[0004]現(xiàn)有的伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺的問題在于:系統(tǒng)復雜，需要的測試設備較多；系統(tǒng)可測試的帶寬一定程度上受到速度傳感器響應速度的影響，可能會帶來一定的偏差；通過示波器進行波形比較，存在人為的判斷誤差，測試精度不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種系統(tǒng)結構簡單、速度反饋信號響應速度快、自動化程度高，不存在人為判斷誤差的伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案是:一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，包括電源接口、伺服驅(qū)動器、電機和斷路器，所述電源接口與斷路器的輸入端相連，所述伺服驅(qū)動器與電機相連，其特征在于:還包括信號發(fā)生及檢測裝置，所述信號發(fā)生及檢測裝置和伺服驅(qū)動器分別與斷路器的輸出端相連，所述電機上設有光電編碼器，所述光電編碼器的輸出端分別與信號發(fā)生及檢測裝置的光電編碼器信號輸入接口和伺服驅(qū)動器的光電編碼器信號輸入接口相連，所述信號發(fā)生及檢測裝置包括主控芯片、單相整流模塊、光電編碼器信號處理模塊、人機界面模塊和輸出接口，所述光電編碼器信號處理模塊和光電編碼器信號輸入接口相連，所述單相整流模塊分別與主控芯片和光電編碼器信號處理模塊相連，所述光電編碼器信號處理模塊、人機界面模塊和輸出接口均與主控芯片相連，所述信號發(fā)生及檢測裝置的輸出接口包括正弦波速度指令信號的模擬量輸出端，所述信號發(fā)生及檢測裝置的正弦波速度指令信號的模擬量輸出端與伺服驅(qū)動器的輸入接口相連。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0008]本發(fā)明伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺采用信號發(fā)生及檢測裝置，取代了正弦波信號發(fā)生器和示波器，測試平臺結構簡單，所需設備較少，無需速度傳感器，而是通過光電編碼器信號自動識別生成速度反饋信號，響應速度可達0.5ms，帶寬在1.5khz以上，比速度傳感器的響應速度要快的多，可極大地滿足伺服驅(qū)動器帶寬的測試要求，另外無需人為判斷速度反饋信號和正弦波速度指令信號的波形，自動化程度高、測試精度高。
[0009]作為優(yōu)選，所述信號發(fā)生及檢測裝置的輸出接口還包括速度反饋信號的模擬量輸出端。用戶可將正弦波速度指令信號的模擬量輸出端和速度反饋信號的模擬量輸出端與示波器相連，對正弦波速度指令信號和速度反饋信號進行在線實時監(jiān)測，讓測試人員來判斷測試的準確性。
[0010]作為優(yōu)選，所述信號發(fā)生及檢測裝置還包括EEPROM存儲器，所述EEPROM存儲器與主控芯片相連。用EEPROM存儲數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)不丟失。
[0011]作為優(yōu)選，所述信號發(fā)生及檢測裝置還包括三相正弦PWM電壓型逆變器、電流采樣模塊、隔離保護電路和三相全橋不控整流模塊，所述三相全橋不控整流模塊和隔離保護電路均與三相正弦PWM電壓型逆變器的直流側(cè)相連，所述電流采樣模塊與三相正弦PWM電壓型逆變器的交流側(cè)相連，所述三相正弦PWM電壓型逆變器、電流采樣模塊和隔離保護電路均與主控芯片相連，所述隔離保護電路還和單相整流模塊相連。以上電路是伺服驅(qū)動器的基本電路，采用該設置實際上是在伺服驅(qū)動器的基礎上增加測試功能得到信號發(fā)生及檢測裝置，測試功能的實現(xiàn)，主要是通過軟件實現(xiàn)的，硬件方面由于利用了現(xiàn)有伺服驅(qū)動器的硬件電路，僅需增加少量的元器件，可以大大節(jié)省硬件開發(fā)周期，并且使得信號發(fā)生及檢測裝置具有兩種工作模式:驅(qū)動器模式和測試模式。
[0012]作為優(yōu)選，所述主控芯片為DSP。本測試平臺信息處理量較大，DSP是專做數(shù)字信號處理的芯片，可快速實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，能滿足本測試平臺的測試要求。
[0013]作為優(yōu)選，所述光電編碼器信號處理模塊包括編碼器信號線斷線檢測電路和CPLD，所述光電編碼器信號處理模塊和光電編碼器信號輸入接口相連，是指編碼器信號線斷線檢測電路與光電編碼器信號輸入接口相連，編碼器反饋信號通過編碼器信號輸入接口經(jīng)斷線檢測電路檢測，再通過CPLD電平轉(zhuǎn)換后與DSP相連。所述信號發(fā)生及檢測裝置設有光電編碼器信號斷線檢測功能，幫助排除測試時可能會出現(xiàn)的斷線故障，設置CPLD電平轉(zhuǎn)換功能是考慮到DSP只支持3.3V的高電平輸入，5V的光電編碼器信號直接進DSP會損壞DSP芯片，設置CPLD可使光電編碼器信號的電平轉(zhuǎn)化為DSP可接受的電平范圍。
[0014]作為優(yōu)選，所述三相正弦PWM電壓型逆變器包括三相全橋逆變模塊、光耦隔離器和邏輯緩沖電路，所述邏輯緩沖電路與DSP相連，所述光耦隔離器的一次側(cè)和邏輯緩沖電路相連，二次側(cè)和三相全橋逆變模塊相連，所述單相整流模塊的輸出端和光耦隔離器相連。該設置使得三相正弦PWM電壓型逆變器可通過DSP的PWM輸出進行定位、調(diào)速和穩(wěn)定力矩輸出等。
[0015]本發(fā)明要解決的另一技術問題是:提供一種自動化程度高，不存在人為判斷誤差的伺服驅(qū)動器帶寬測試方法。
[0016]本發(fā)明的另一技術解決方案是:一種伺服驅(qū)動器帶寬的測試方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0017](I)系統(tǒng)上電初始化，設置信號發(fā)生及檢測裝置工作在測試模式下，伺服驅(qū)動器工作在速度環(huán)模式下；
[0018](2)信號發(fā)生及檢測裝置自動獲取EEPROM存儲器內(nèi)的正弦波速度指令信號的幅值V1、頻率增量m，最低頻率匕和最高頻率F H,自動設置當前指令信號的頻率值F胃的初值為Fy自動設置指令信號的信號周期個數(shù)NI的初值為O ;
[0019](3)信號發(fā)生及檢測裝置自動記錄當前指令信號頻率值F胃、自動生成正弦波速度指令信號并輸出給伺服驅(qū)動器；
[0020](4)伺服驅(qū)動器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，電機上的編碼器自動反饋脈沖信號給伺服驅(qū)動器和信號發(fā)生及檢測裝置；
[0021](5)信號發(fā)生及檢測裝置通過反饋的編碼器脈沖信號自動識別生成速度反饋信號;
[0022](6)根據(jù)速度反饋信號的正負和大小，自動獲取正向速度最大值V2p或負向速度最大值V2n ；
[0023](7)判斷是否到達一個指令信號周期，若是，則進入步驟⑶并使信號周期個數(shù)NI自動加1，若否，則返回步驟(3);
[0024](8)自動計算一個信號周期內(nèi)的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n，判斷兩者的數(shù)值是否滿足0.85*V2n ( V2p ( 1.15*V2n，若是，則速度反饋信號的波形未發(fā)生畸變，進入步驟(9)，若否，則速度反饋信號的波形發(fā)生畸變，測試結束、提示出錯并顯示出錯頻率；
[0025](9)根據(jù)一個信號周期內(nèi)的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n，計算速度反饋信號的最大速度平均值V3 = (V2p+V2n)/2 ；
[0026](10)判斷V3是否小于0.707倍的VI，若是，則測試結束并自動顯示帶寬，若否，則進入步驟(11);
[0027](11)正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n自動清零；
[0028](12)判斷信號周期個數(shù)NI是否到達規(guī)定的個數(shù)，若是，則進入步驟(13)，若否，則返回步驟(3)進行下一個信號周期的測試；
[0029](13)判斷正弦波速度指令信號的當前指令信號頻率F胃是否到達最高頻率Fh，若是，則測試結束并自動顯示帶寬，若否，則信號周期個數(shù)NI自動清零并將當前指令信號頻率F胃增加m后返回步驟(3)重新進行測試。
[0030]采用上述測試方法后，本發(fā)明的信號發(fā)生及檢測裝置自動向伺服驅(qū)動器發(fā)出正弦波速度指令信號驅(qū)動電機工作，光電編碼器反饋的脈沖信號可被信號發(fā)生及檢測裝置自動識別并生成速度反饋信號，信號發(fā)生及檢測裝置還可對速度反饋信號和正弦波速度指令信號的波形進行自動比較并自動顯示測試結果。
[0031]作為優(yōu)選，在步驟(2)中還可通過人機界面模塊對頻率增量m、正弦波速度指令信號的最低頻率^和最高頻率FH進行設置。當待測設備伺服驅(qū)動器的帶寬發(fā)生改變時，測試平臺可通過調(diào)整最低頻率匕和最高頻率？11來適應待測設備的測試需求，調(diào)整頻率增量m使測試更靈活。
[0032]作為優(yōu)選，在步驟(10)判斷出V3小于0.707倍的Vl后，滿足測試結束條件次數(shù)N2自動加1，N2的初值為0，只有滿足測試條件次數(shù)N2到達規(guī)定的次數(shù)時才使測試結束并自動顯示帶寬，否則進入步驟(11)，相應地，在步驟(13)中判斷出當前指令信號頻率F胃未到達最高頻率？11后還需將N2自動清零。該設置是為了排除干擾，使測量結果更加準確。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0033]圖1為本發(fā)明測試平臺的電氣接線圖；
[0034]圖2為本發(fā)明信號發(fā)生及檢測裝置的功能原理圖；
[0035]圖3為本發(fā)明測試方法流程圖。
[0036]圖中:1-信號發(fā)生及檢測裝置，2-伺服驅(qū)動器，3-電機，4-光電編碼器，5-斷路器，6-示波器，7-光電編碼器信號，8-正弦波速度指令信號的模擬量輸出端，9-速度反饋信號的模擬量輸出端，13-電源接口，14-EEPR0M存儲器，15-人機界面，16-主控芯片，17-單相整流模塊，18-光電編碼器信號處理模塊，19-三相正弦PWM電壓型逆變器，20-電流采樣模塊，21-隔離保護電路，22-三相全橋不控整流模塊，24-斷線檢測電路，25-CPLD，26-三相全橋逆變模塊，27-光耦隔離器，28-邏輯緩沖電路。

【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖，并結合實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0038]實施例:
[0039]如圖1、圖2所示，一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，包括電源接口 13、信號發(fā)生及檢測裝置1、伺服驅(qū)動器2、電機3和斷路器5，電源接口 13接入三相交流220V市電，通過斷路器5分別為信號發(fā)生及檢測裝置I和伺服驅(qū)動器2提供主電源，斷路器5可對設備和線路實行保護，所述伺服驅(qū)動器2與電機3相連，所述電機3上設有光電編碼器4，所述光電編碼器4的輸出端分別與信號發(fā)生及檢測裝置I的光電編碼器信號輸入接口 CNl和伺服驅(qū)動器2的光電編碼器信號輸入接口 CN3相連。
[0040]所述信號發(fā)生及檢測裝置包括主控芯片DSP、單相整流模塊17、光電編碼器信號處理模塊18、人機界面模塊15和輸出接口 CN2，所述光電編碼器信號處理模塊18和光電編碼器信號輸入接口 CNl相連，所述單相整流模塊17分別與主控芯片和光電編碼器信號處理模塊18相連，所述光電編碼器信號處理模塊18、人機界面模塊15和輸出接口 CN2均與主控芯片16相連，所述信號發(fā)生及檢測裝置I的輸出接口 CN2包括正弦波速度指令信號的模擬量輸出端8，所述信號發(fā)生及檢測裝置I的正弦波速度指令信號的模擬量輸出端8與伺服驅(qū)動器2的輸入接口 CM相連。
[0041]所述光電編碼器信號處理模塊18包括編碼器信號線斷線檢測電路24和CPLD，所述光電編碼器信號處理模塊18和光電編碼器信號輸入接口 CNl相連，是指編碼器信號線斷線檢測電路24與光電編碼器信號輸入接口 CNl相連、編碼器反饋信號通過編碼器信號輸入接口 CNl經(jīng)斷線檢測電路24檢測，可幫助排除測試時可能會出現(xiàn)的斷線故障，再通過CPLD電平轉(zhuǎn)換后與DSP相連，設置CPLD電平轉(zhuǎn)換功能是考慮到DSP只支持3.3V的高電平輸入，5V的光電編碼器信號7直接進DSP會損壞DSP芯片，設置CPLD可使光電編碼器信號的電平轉(zhuǎn)化為DSP可接受的電平范圍，所述單相整流模塊17可輸出+5V、+15V、±12V的直流電源，為主控芯片DSP和光電編碼器信號處理模塊18等提供控制電源，所述人機界面模塊15包括鍵盤和顯示模塊，用戶可通過鍵盤進行參數(shù)設置，通過顯示模塊讀取帶寬測試結果。
[0042]所述信號發(fā)生及檢測裝置I還包括三相正弦PWM電壓型逆變器19、電流采樣模塊20、隔離保護電路21和三相全橋不控整流模塊22，所述三相正弦PWM電壓型逆變器19、電流采樣模塊20和隔離保護電路21均與主控芯片16相連，所述三相全橋不控整流模塊22與三相正弦PWM電壓型逆變器19的直流側(cè)相連用于提供逆變器工作的直流電源，所述隔離保護電路21與三相正弦PWM電壓型逆變器19的直流側(cè)相連，主控芯片16根據(jù)隔離保護電路21上檢測到的保護信號，向隔離保護電路21輸出相應的動作信號，所述電流采樣模塊20與三相正弦PWM電壓型逆變器19的交流側(cè)相連用來采集電流信號，作為電流環(huán)的電流反饋，采集的電流環(huán)反饋信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換通道進入主控芯片16后輸出電流控制信號，用來穩(wěn)定電流環(huán)的電流，所述三相正弦PWM電壓型逆變器19包括三相全橋逆變模塊26、光耦隔離器27和邏輯緩沖電路28，所述邏輯緩沖電路28與DSP相連，所述光耦隔離器27的一次側(cè)和邏輯緩沖電路28相連，二次側(cè)和三相全橋逆變模塊26相連，三相正弦PWM電壓型逆變器19可通過DSP的PWM輸出進行定位、調(diào)速和穩(wěn)定力矩輸出等，光耦隔離器27和隔離保護電路21也需與單相整流模塊17相連。三相全橋不控整流模塊22、三相正弦PWM電壓型逆變器19、電流采樣模塊20和隔離保護電路21等是伺服驅(qū)動器2的基本電路，采用該設置實際上是在伺服驅(qū)動器2的基礎上增加測試功能得到信號發(fā)生及檢測裝置1，測試功能的實現(xiàn)，主要是通過軟件實現(xiàn)的，硬件方面由于利用了現(xiàn)有伺服驅(qū)動器2的硬件電路，僅需增加少量的元器件，可以大大節(jié)省硬件開發(fā)周期，并且使得信號發(fā)生及檢測裝置I具有兩種工作模式:驅(qū)動器模式和測試模式。
[0043]作為優(yōu)選，所述信號發(fā)生及檢測裝置I的輸出接口 CN2還包括速度反饋信號的模擬量輸出端9。用戶可將正弦波速度指令信號的模擬量輸出端8和速度反饋信號的模擬量輸出端9與示波器6相連，對正弦波速度指令信號和速度反饋信號進行在線實時監(jiān)測，讓測試人員來判斷測試的準確性。
[0044]作為優(yōu)選，所述信號發(fā)生及檢測裝置I還包括EEPROM存儲器14，所述EEPROM存儲器14與DSP相連。用EEPROM存儲數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)不丟失。
[0045]如圖3所示，一種伺服驅(qū)動器帶寬的測試方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0046](I)系統(tǒng)上電初始化，設置信號發(fā)生及檢測裝置工作在測試模式下，伺服驅(qū)動器工作在速度環(huán)模式下；
[0047](2)信號發(fā)生及檢測裝置自動獲取EEPROM存儲器內(nèi)的正弦波速度指令信號的幅值V1、頻率增量m、最低頻率匕和最高頻率F H,自動設置當前指令信號的頻率值F胃的初值為Fy自動設置指令信號的信號周期個數(shù)NI的初值為O ;
[0048](3)信號發(fā)生及檢測裝置自動記錄當前指令信號的頻率值F胃、自動生成正弦波速度指令信號并輸出給伺服驅(qū)動器，可利用正弦波數(shù)據(jù)表結合查表法自動生成正弦波速度指令信號，該方法采用現(xiàn)有手段即可實現(xiàn)；
[0049](4)伺服驅(qū)動器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，電機上的光電編碼器自動反饋脈沖信號給伺服驅(qū)動器和信號發(fā)生及檢測裝置；
[0050](5)信號發(fā)生及檢測裝置通過反饋的光電編碼器脈沖信號自動識別生成速度反饋信號，即通過檢測光電編碼器反饋的脈沖數(shù)C來估算當前電機實際轉(zhuǎn)速V2，該估算方法采用現(xiàn)有技術即可實現(xiàn)；
[0051](6)根據(jù)速度反饋信號的正負和大小，即根據(jù)當前電機實際轉(zhuǎn)速V2的正負和大小，自動獲取正向速度最大值V2p或負向速度最大值V2n，第一次采樣時，若當前電機實際轉(zhuǎn)速V2為正，則將當前實際轉(zhuǎn)速V2存入V2p，后續(xù)采樣得到的V2值均與V2p比較，若V2大于V2p，則將V2p的值改寫為V2，當某一次的實際轉(zhuǎn)速V2為負值時，則該周期內(nèi)的最大正向速度值V2p不再更改，同時將此次采樣的負向?qū)嶋H轉(zhuǎn)速V2值賦給V2n，之后采樣得到的負向?qū)嶋H轉(zhuǎn)速V2均與V2n比較，若V2大于V2n，則將V2賦給V2n。
[0052](7)判斷是否到達一個指令信號周期，若是，則進入步驟⑶并使信號周期個數(shù)NI自動加1，若否，則返回步驟(3);
[0053](8)根據(jù)一個信號周期內(nèi)的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n，判斷速度反饋信號的波形是否發(fā)生畸變，給定的正弦波速度指令信號是對稱的，其正向速度最大給定值和負向速度最大給定值是相等的，若系統(tǒng)工作正常，則相應的速度反饋信號的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n的值也應當近似相等，若V2p和V2n相比較，其比值在0.85?1.15范圍之外，則說明速度反饋信號的波形發(fā)生了畸變，則測試結束、提示出錯并顯示出錯頻率，若其比值在范圍之內(nèi)，則說明波形近似對稱，速度反饋信號的波形未發(fā)生畸變，可進入步驟(9);
[0054](9)根據(jù)一個信號周期內(nèi)的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n，計算速度反饋信號的最大速度平均值V3 = (V2p+V2n)/2 ；
[0055](10)判斷V3是否小于0.707倍的VI，若是，則測試結束并自動顯示帶寬，若否，則進入步驟(11);
[0056](11)正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n自動清零；
[0057](12)判斷信號周期個數(shù)NI是否到達規(guī)定的個數(shù)，若是，則進入步驟(13)，若否，則返回步驟(3)進行下一個信號周期的測試，本實施例中信號周期個數(shù)的規(guī)定個數(shù)為20 ;
[0058](13)判斷正弦波速度指令信號的當前指令信號頻率F胃是否到達最高頻率Fh，若是，則測試結束并自動顯示帶寬，若否，則信號周期個數(shù)NI自動清零并將當前指令信號頻率F胃增加m后返回步驟(3)重新進行測試。
[0059]采用上述測試方法后，本發(fā)明的信號發(fā)生及檢測裝置自動向伺服驅(qū)動器發(fā)出正弦波速度指令信號驅(qū)動電機工作，光電編碼器反饋的脈沖信號可被信號發(fā)生及檢測裝置自動識別并生成速度反饋信號，信號發(fā)生及檢測裝置還可對速度反饋信號和正弦波速度指令信號的波形進行自動比較并自動顯示測試結果。
[0060]作為優(yōu)選，在步驟(2)中還可通過人機界面模塊對頻率增量m、正弦波速度指令信號的最低頻率^和最高頻率FH進行設置。當待測設備伺服驅(qū)動器的帶寬發(fā)生改變時，測試平臺可通過調(diào)整最低頻率匕和最高頻率？11來適應待測設備的測試需求，調(diào)整頻率增量m使測試更靈活。
[0061]作為優(yōu)選，在步驟(10)判斷出V3小于0.707倍的Vl后，滿足測試結束條件次數(shù)N2自動加1，N2的初值為0，只有滿足測試條件次數(shù)N2到達規(guī)定的次數(shù)時才使測試結束并自動顯示帶寬，否則進入步驟(11)，本實施例中滿足測試條件次數(shù)的規(guī)定次數(shù)為3，相應地，在步驟(13)中判斷出當前指令信號頻率F胃未到達最高頻率？11后還需將N2自動清零。該設置是為了排除干擾，使測量結果更加準確。
【權利要求】
1.一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，包括電源接口(13)、伺服驅(qū)動器(2)、電機(3)和斷路器(5)，所述電源接口(13)與斷路器的輸入端相連，所述伺服驅(qū)動器(2)與電機(3)相連，其特征在于:還包括信號發(fā)生及檢測裝置(I)，所述信號發(fā)生及檢測裝置(I)和伺服驅(qū)動器(2)分別與斷路器(5)的輸出端相連，所述電機(3)上設有光電編碼器(4)，所述光電編碼器(4)的輸出端分別與信號發(fā)生及檢測裝置(I)的光電編碼器信號輸入接口(CNl)和伺服驅(qū)動器(2)的光電編碼器信號輸入接口(CN3)相連，所述信號發(fā)生及檢測裝置包括主控芯片(16)、單相整流模塊(17)、光電編碼器信號處理模塊(18)、人機界面模塊(15)和輸出接口(CN2)，所述光電編碼器信號處理模塊(18)和光電編碼器信號輸入接口(CNl)相連，所述單相整流模塊(17)分別與主控芯片和光電編碼器信號處理模塊(18)相連，所述光電編碼器信號處理模塊(18)、人機界面模塊(15)和輸出接口(CN2)均與主控芯片(16)相連，所述信號發(fā)生及檢測裝置(I)的輸出接口(CN2)包括正弦波速度指令信號的模擬量輸出端(8)，所述信號發(fā)生及檢測裝置(I)的正弦波速度指令信號的模擬量輸出端(8)與伺服驅(qū)動器⑵的輸入接口(CM)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，其特征在于:所述信號發(fā)生及檢測裝置(I)的輸出接口(CN2)還包括速度反饋信號的模擬量輸出端(9)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，其特征在于:所述信號發(fā)生及檢測裝置(I)還包括EEPROM存儲器(14)，所述EEPROM存儲器(14)與主控芯片(16)相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，其特征在于:所述信號發(fā)生及檢測裝置(I)還包括三相正弦PWM電壓型逆變器(19)、電流采樣模塊(20)、隔離保護電路(21)和三相全橋不控整流模塊(22)，所述三相全橋不控整流模塊(22)和隔離保護電路(21)均與三相正弦PWM電壓型逆變器(19)的直流側(cè)相連，所述電流采樣模塊(20)與三相正弦PWM電壓型逆變器(19)的交流側(cè)相連，所述三相正弦PWM電壓型逆變器(19)、電流采樣模塊(20)和隔離保護電路(21)均與主控芯片(16)相連，所述隔離保護電路(21)還和單相整流模塊(17)相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，其特征在于:所述主控芯片(16)為 DSP0
6.根據(jù)權利要求5所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，其特征在于:所述光電編碼器信號處理模塊(18)包括編碼器信號線斷線檢測電路(24)和CPLD (25)，所述光電編碼器信號處理模塊(18)和光電編碼器信號輸入接口(CNl)相連，是指編碼器信號線斷線檢測電路(24)與光電編碼器信號輸入接口(CNl)相連，編碼器反饋信號通過編碼器信號輸入接口(CNl)經(jīng)斷線檢測電路(24)檢測，再通過CPLD(25)電平轉(zhuǎn)換后與DSP相連。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試平臺，其特征在于:所述三相正弦PWM電壓型逆變器(19)包括三相全橋逆變模塊(26)、光耦隔離器(27)和邏輯緩沖電路(28)，所述邏輯緩沖電路(28)與DSP相連，所述光耦隔離器(27)的一次側(cè)和邏輯緩沖電路(28)相連，二次側(cè)和三相全橋逆變模塊(26)相連，所述單相整流模塊(17)的輸出端和光耦隔離器(27)相連。
8.一種伺服驅(qū)動器帶寬測試方法，其特征在于:它包括以下步驟: (I)系統(tǒng)上電初始化，設置信號發(fā)生及檢測裝置工作在測試模式下，伺服驅(qū)動器工作在速度環(huán)模式下； (2)信號發(fā)生及檢測裝置自動獲取EEPROM存儲器內(nèi)的正弦波速度指令信號的幅值V1、頻率增量m、最低頻率^和最高頻率FH，自動設置當前指令信號的頻率值F胃的初值為Fy自動設置指令信號的信號周期個數(shù)NI的初值為O ; (3)信號發(fā)生及檢測裝置自動記錄當前指令信號頻率值F胃、自動生成正弦波速度指令信號并輸出給伺服驅(qū)動器； (4)伺服驅(qū)動器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，電機上的編碼器自動反饋脈沖信號給伺服驅(qū)動器和信號發(fā)生及檢測裝置； (5)信號發(fā)生及檢測裝置通過反饋的編碼器脈沖信號自動識別生成速度反饋信號； (6)根據(jù)速度反饋信號的正負和大小，自動獲取正向速度最大值V2p或負向速度最大值 V2n ； (7)判斷是否到達一個指令信號周期，若是，則進入步驟(8)并使信號周期個數(shù)NI自動加1，若否，則返回步驟⑶； (8)自動計算一個信號周期內(nèi)的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n，判斷兩者的數(shù)值是否滿足0.85*V2n<V2p< 1.15*V2n，若是，則速度反饋信號的波形未發(fā)生畸變，進入步驟(9)，若否，則速度反饋信號的波形發(fā)生畸變，測試結束、提示出錯并顯示出錯頻率； (9)根據(jù)一個信號周期內(nèi)的正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n，計算速度反饋信號的最大速度平均值V3 = (V2p+V2n)/2 ； (10)判斷V3是否小于0.707倍的VI，若是，則測試結束并自動顯示帶寬，若否，則進入步驟(11); (11)正向速度最大值V2p和負向速度最大值V2n自動清零； (12)判斷信號周期個數(shù)NI是否到達規(guī)定的個數(shù)，若是，則進入步驟(13)，若否，則返回步驟(3)進行下一個信號周期的測試； (13)判斷正弦波速度指令信號的當前指令信號頻率F胃是否到達最高頻率Fh，若是，則測試結束并自動顯示帶寬，若否，則信號周期個數(shù)NI自動清零并將當前指令信號頻率F胃增加m后返回步驟(3)重新進行測試。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試方法，其特征在于:在步驟(2)中還可通過人機界面模塊對頻率增量m、正弦波速度指令信號的最低頻率^和最高頻率？11進行設置。
10.根據(jù)權利要求8所述的一種伺服驅(qū)動器帶寬測試方法，其特征在于:在步驟(10)中判斷出V3小于0.707倍的Vl后，滿足測試結束條件次數(shù)N2自動加1，N2的初值為0，只有滿足測試條件次數(shù)N2到達規(guī)定的次數(shù)時才使測試結束并自動顯示帶寬，否則進入步驟(11)，相應地，在步驟(13)中判斷出當前指令信號頻率F胃未到達最高頻率？11后還需將N2自動清零。
【文檔編號】G01R31/00GK104483582SQ201410839699
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月29日 優(yōu)先權日:2014年12月29日
【發(fā)明者】王奇峰, 嚴志橋, 陳騰飛 申請人:寧波海得工業(yè)控制系統(tǒng)有限公司