伺服系统性能测试系统的开发研究
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伺服液压缸静动态性能测试系统研究
ｄｅ ｓ Ｉ ｈ ｓ ｓ ｕ ｙ， ｈ ｙ ｔ ｍ ｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｓ ｉ பைடு நூலகம் ｏ ｙ ａ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｒ ｍｅ ｓｍｕｌ ｉ ｎ ａ ａ ｙ— ｒ ． ｎ ｔ ｉ ｔ ｄ ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｎ ｅ ｔｎｇ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｒｚ ｄ ｏｎ ｆａ ｉ ａｔｏ ｎ ｌ
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１６２ ２０ ） ５ ２ － ０ １ 的测试 方 法进行 测试 ， 试精 度会 受影 响甚 至无 法 准确 测试 ． 液压 缸 的带载 频率 响应 测试 测 而 方 法须 借助 加 载缸 ， 这种 方法存 在 的 问题 是 被测 试伺 服 液压 缸 的 频率 响应 指标 中包 含 有 闭式 机 架 内加 载 液 压缸 的频 率 响应指 标 ， 而影 响 测试 结果 ． 从 为此 开 发 了一套 新 的测试 系统 ， 文将 对其 进行 简单 介绍 ． 本
ｔ ｍａ ｉｎ ｌ ｖ ． ｏ ｔｏ ｅ ｅ１
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｖ ｙ ｉ ｄ ｒ ｔ ｓ ｉ ｇ；ｃ ｏ ｄ ｆａ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｒ ｏ ｃ ｌ ｅ ｅ ｔｎ ｎ ｌ ｓ ｒ ｍｅ；ｆ ｉ ｔ ｎ ｅ ｒｃ ｉ ｏ
液压 缸是 液压 系统 的执 行机 构 ， 的空载 起动摩 擦 力大 小 、 它 带载 运动 过程 中的摩擦 力 大小 和响应 速 度
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力矩电机伺服系统性能测试技术研究
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０ 引 言
数 控机 床 在进 行 低 速 高精 度 大 扭 矩 运 动 时 需 要 采 用高性 能力矩 电机 。随着 计 算 机技 术 、电子 技 术 、 通 讯技 术 、控 制 技 术 的 快 速 提 高 ，采 用 全 数 字 控 制
的永 磁 同步 电机 伺 服 系统 已经 逐 步 取代 传 统 的 步 进
ｃ ｉ ｏ ｌ． Ｔｈ ｅ ｔｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆｒ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｆ ｔ ｅ ｔ ｒ ｕ ｔｒ ｓ ｒ ｏ ｙ ｔｍ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｎ ｈ ｎｅ ｔｏ ｓ ｅ ｔ ｓｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｏ ｑ ｅ ｍｏ ｏ ｅ ｖ ｓ ｓｅ ｗａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｉ
力矩 电力 矩 电 机 伺 服 系统 性 能 测 试 技 术 研 究
袁 文 ，刘廷章 ，张国平 ，赵 天锡
（ ．上 海 大 学 机 电 工 程 与 自动 化 学 院 ，上 海 １ 广东深圳 ２０ ７ ； ．深 圳 市 大 族 电 机 科 技 有 限公 司 ， ００２ ２ ７０ ７ ） １０ ７ ５ ８５ ； ．西 安 微 电 机 研 究 所 ，西 安 １０ ７ ３
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０ 引 言
数 控机 床 在进 行 低 速 高精 度 大 扭 矩 运 动 时 需 要 采 用高性 能力矩 电机 。随着 计 算 机技 术 、电子 技 术 、 通 讯技 术 、控 制 技 术 的 快 速 提 高 ，采 用 全 数 字 控 制
的永 磁 同步 电机 伺 服 系统 已经 逐 步 取代 传 统 的 步 进
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力矩 电力 矩 电 机 伺 服 系统 性 能 测 试 技 术 研 究
袁 文 ，刘廷章 ，张国平 ，赵 天锡
（ ．上 海 大 学 机 电 工 程 与 自动 化 学 院 ，上 海 １ 广东深圳 ２０ ７ ； ．深 圳 市 大 族 电 机 科 技 有 限公 司 ， ００２ ２ ７０ ７ ） １０ ７ ５ ８５ ； ．西 安 微 电 机 研 究 所 ，西 安 １０ ７ ３
南京理工大学科技成果——伺服控制系统的综合测试系统
南京理工大学科技成果——伺服控制系统的综
合测试系统
成果简介：
本项目的研究成果主要源于高端装置随动控制系统的综合测试系统。
综合测试系统由高性能DSP处理器配合高精度力矩电机、驱动器构成，主要功能是模拟在转动过程中各种形式动、静态负载对随动系统的影响，能够模拟静阻力矩、动摩擦力矩、不平衡力矩、冲击力矩等。
通过典型负载的测试，能够直观地反映随动控制系统的指标水平。
该项目成果也可用于汽车发动机的测试系统，能够模拟测试各类路谱对发动机运转的影响。
技术指标：
1、静阻力矩由磁滞离合器实现，精度0.1Nm，输出范围0～10Nm；
2、动摩擦力矩、不平静力矩、冲击力矩由自主研发的控制卡配合力矩电机输出，输出范围±40Nm，精度0.1Nm；
3、冲击力矩频率1次/分～1200次/分可调，力矩最小宽度50ms。
项目水平：国内领先成熟程度：小试
合作方式：合作开发。
基于Qt Embedded的伺服测试平台软件的研究与设计
基于Qt/ Embedded的伺服测试平台软件的研究与设计摘要：针对伺服系统的性能测试问题，分析了伺服系统的工作原理与性能参数指标，研究了伺服测试原理，并在此基础上设计了通用伺服测试平台的物理结构和逻辑结构。
根据该结构以及伺服系统的测试要求，进行了软硬件层次的划分，并确定了软件的设计目标，以及软件的主要模块功能。
通过对软件开发平台的比较，选择了Linux操作系统以及Qt/Embedded开发库。
详细介绍了伺服测试平台软件的数据流图和控制流图，伺服测试平台的测试过程及其基于Qt/Embedded的伺服测试平台的软件实现问题。
关键词：伺服测试；伺服系统；Qt/Embedded0引言在现代数控加工系统中，伺服系统无疑是很重要的，它的好坏直接决定着数控系统加工工件质量的好坏。
目前数控加工一般由NC控制系统、伺服驱动系统和反馈检测系统三部分组成。
数控机床对伺服系统性能要求包括：定位速度和轮廓切削进给速度；定位精度和轮廓切削精度；精加工的表面粗糙度；在外界干扰下的稳定性。
这些要求主要取决于伺服系统的静态、动态特性。
国内外很多公司都十分注重伺服系统的研发。
高质量的伺服系统也一直是用户的追求。
但伺服系统性能检测设备的匮乏，使得伺服系统的研发变得很困难，不仅研发周期长，而且其性能也无法保证。
因此，伺服系统性能检测设备的研发显得尤为必要。
正是基于这样的迫切需求，我们研发了伺服测试平台。
它是一种伺服系统性能的检测设备，为伺服系统的研发者、也为伺服用户检测伺服系统性能提供一个可靠的工具。
1Qt/Embedded 简介Qt/Embedded是基于Qt的嵌入式GUI和应用程序开发的工具包，它可运行在多种嵌入式设备上，主要运行在嵌入式Linux系统上，并且需要C++编译器的支持，并为嵌入式应用程序提供Qt的标准API。
Qt/Embedded 的API是基于面向对象技术的。
在应用程序开发上使用与Qt相同的工具包，只需在目标嵌入式平台上重新编译即可。
伺服控制系统工程师(高科技板块)岗位职责
伺服控制系统工程师（高科技板块）岗位职责
伺服控制系统工程师（高科技板块）是负责设计和开发伺服控制系统的专业人员。
其职责主要包括：
1. 负责伺服控制系统的设计与开发，包括伺服电机、驱动器、编码器、控制器等的选型、参数调试及程序编写等工作；
2. 开展系统测试、调试、验证和优化，确保系统性能达到设计要求，包括运动控制精度、速度响应、稳定性等指标；
3. 负责独立开展系统故障排查与维修，解决系统运行中出现的问题，确保系统的稳定运行；
4. 参与项目组的技术研究、方案讨论和技术攻关，为产品技术发展提供专业支持；
5. 完成系统设计文档及测试报告的编写，提供系统设计的技术支持和培训。
以上是伺服控制系统工程师（高科技板块）的主要职责。
为了胜任这个职位，需要具备以下技能和能力：
1. 掌握电气控制原理、运动控制、伺服控制器等相关知识；
2. 具备较强的电路设计及调试能力，熟悉电路仿真软件（如Altium Designer, EAGLE等）的使用；
3. 熟练掌握C/C++等编程语言及运用，具备嵌入式系统开发经验；
4. 具备较强的项目管理和沟通能力，能够快速适应项目开发的多变环境；
5. 具备一定的英语阅读、写作和口语能力，能够阅读和理解相关技术文献和国际标准。
综上所述，伺服控制系统工程师（高科技板块）是一项技术性颇高的岗位，需要较高的学习经验和实践经验，同时需要具有比较强的团队协作和沟通能力。
在这个领域成长，需要不断学习新的技术和知识，掌握最新的电气控制和运动控制技术，提高自身技能和竞争力。
基于Qt／Embedded的伺服测试平台软件的研究与设计
测 系 统 三部 分 组 成 。数 控 机 床 对 伺 服 系 统性 能要 求 包 括 ：
图 １ ＱｔＥ ｅ ｄ ｄ的结 构 层 次 ／ ｍｂ ｄ ｅ
图 ２ Ｎ 系统 的 组成 Ｃ
定 位 速度 和 轮 廓 切 削 进 给 速 度 ； 位 精 度 和 轮 廓 切 削 精 定 度 ； 加 工 的表 面 粗 糙 度 ； 外 界 干 扰 下 的稳 定 性 。 这 些 精 在
伺 服 系统 是 一 种 以机 械 位 置 或 角 度 作 为 控 制 对 象 的 自动 控 制 系 统 ， 如 数 控 机 床 等 。使 用 在 伺 服 系 统 中 的 驱 例 动 电 机 要求 具有 响 应 速 度 快 、 位 准 确 、 动 惯 量 较 大 等 定 转
特点 ， 这类 专 用 的 电机 称 为 伺 服 电机 。该 类 电 机 的专 用 驱 动单 元 称 为伺 服 驱 动 单 元 ， 时 简 称 为 伺 服 ， 般 其 内 部 有 一
第 １卷 第９ ｌ 期
２ ２Ｆ９ Ｏ１ ｆ 月
ＶＯ】ｌ １ＮＯ． ９ Ｓｅｌ Ｏ１ ｌ ２ ２
基 于 Ｑｔ ｍ ｄ ／Ｅ ｂ ｄ ｄ的伺 服 测 试 平 台 ｅ ｅ 软 件 的 研 究 与 设 计
高 双喜
（ 东职业技 术 学院 ， 北 黄 冈 ４ ８０ ） 鄂 湖 ３ ０ ０
Ｑ ｅ ｅｌｌ ｗｓＳ ｖ ｒ 形事件 服务聃 ￣ Ｊ
０ｔ ｍｂ ｄ ｄ ／ Ｅ ｅｅ
Ｆａ ｅ ｕ ｅ ｌ ｒ Ｂ ｆ ｒ输入设备 ｍ
Ｌｎ ｘ 作 系统 ｉｕ 操
底 碗 件 半 台
ｆ
前数 控 加 工 一 般 由 Ｎ Ｃ控 制 系 统 、 服 驱 动 系 统 和反 馈 检 伺
０ 引 言
在 现代 数 控 加 工 系统 中 ， 服 系 统 无 疑 是 很 重 要 的 ， 伺 它 的 好 坏直 接决 定 着 数 控 系 统 加 工 工 件 质 量 的好 坏 。 目
图 １ ＱｔＥ ｅ ｄ ｄ的结 构 层 次 ／ ｍｂ ｄ ｅ
图 ２ Ｎ 系统 的 组成 Ｃ
定 位 速度 和 轮 廓 切 削 进 给 速 度 ； 位 精 度 和 轮 廓 切 削 精 定 度 ； 加 工 的表 面 粗 糙 度 ； 外 界 干 扰 下 的稳 定 性 。 这 些 精 在
伺 服 系统 是 一 种 以机 械 位 置 或 角 度 作 为 控 制 对 象 的 自动 控 制 系 统 ， 如 数 控 机 床 等 。使 用 在 伺 服 系 统 中 的 驱 例 动 电 机 要求 具有 响 应 速 度 快 、 位 准 确 、 动 惯 量 较 大 等 定 转
特点 ， 这类 专 用 的 电机 称 为 伺 服 电机 。该 类 电 机 的专 用 驱 动单 元 称 为伺 服 驱 动 单 元 ， 时 简 称 为 伺 服 ， 般 其 内 部 有 一
第 １卷 第９ ｌ 期
２ ２Ｆ９ Ｏ１ ｆ 月
ＶＯ】ｌ １ＮＯ． ９ Ｓｅｌ Ｏ１ ｌ ２ ２
基 于 Ｑｔ ｍ ｄ ／Ｅ ｂ ｄ ｄ的伺 服 测 试 平 台 ｅ ｅ 软 件 的 研 究 与 设 计
高 双喜
（ 东职业技 术 学院 ， 北 黄 冈 ４ ８０ ） 鄂 湖 ３ ０ ０
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底 碗 件 半 台
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前数 控 加 工 一 般 由 Ｎ Ｃ控 制 系 统 、 服 驱 动 系 统 和反 馈 检 伺
０ 引 言
在 现代 数 控 加 工 系统 中 ， 服 系 统 无 疑 是 很 重 要 的 ， 伺 它 的 好 坏直 接决 定 着 数 控 系 统 加 工 工 件 质 量 的好 坏 。 目
伺服机构测试软件系统的发展及新技术的应用
收稿 日期 ：０ ８ ０ — ４ ２ ０ ～ ８ １
图 ２伺服机构测试用例图
作 者简介 ： 谢伟 ， ， ７ 男 １ ４年出生 ， ９ 硕士研究 生 ， 主要研究 方 ： 伺服 为
机构测试 软件系统。
一
１ ． １单元测试 需求 伺服机构在技术阵地和总装车 间的单元测试 ， 般包括零位测试 、 启动特性测试、 位置特性测试、
中图分类号 ： Ｈ１７８ Ｔ ３． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１７ － ９ ４ （０ ８ ０ － ０ １０ ５ ６ ２ ８０ ２ ０ ）５ ０６ － ０
引 言
伺服机构是运载火箭控制指令的执行机构 ， 它 的技术指标是整个火箭系统的关键参数之一 。如何 正确可靠 的测试伺服机构 的性能指标是它设计和 生产 的一 个关 键 环节 ＿ １ ］ 。 伺服机构测试系统是完成伺服 机构功能和性 能测试的主要设备 。它包括软件和硬件两大部分 ， 主要功能部件如图 １ 所示 ； 伺服机构测试软件 系统 是实现伺服机构测试的关键部件 。
也 是一 定 的 。
１ 总成测 试 需求 ． ２ 总 成 测 试 是 指 伺 服 机 构 在 工 厂 生 产 过 程 中所
要进行 的各种测试的统称。它的特点是测试要求复 杂， 测试需求经常变化 ， 难以预测 ， 特别是在伺服机 构研制的模样和初样 阶段 ， 经常要根据 当时的测试 情况增加临时眭试验。伺服机构测试规范只是规定 了伺服机构验收时所必须进行 的测试项 目， 而且 它 的要求也很复杂。按伺服机构测试规范 ， 质量一致 ２ 伺服机构测试软件 系统 的发展历程 性 检 验一 般 可 包括 ： 检 验 、 Ａ组 Ｂ组检 验 、 检 验 、 Ｃ组 ． Ｄ组 检验 ， 同型 号可 以根 据需 要裁 剪 。 验批 产 品 ２１伺 服机 构 测试 的分 立元 件 时代 不 交 在Ｉ Ｔ技术还不发达的二十世纪八十年代前后 ， 全部 进 行 Ａ组 、 检 验 ， 交验 批 Ａ组 、 Ｂ组 从 Ｂ组 检 验 使用模 拟电路和数 字 合格 的产品中随机抽样进行 ｃ组检验 ， ｃ组检验 合 伺服机构测试基本依靠硬件 ， 使用按钮 、 开关进行测试选择 ， 格样 品经全面复验符合 Ａ组检验要求后可 以用 于 电路搭建测试 系统 ， 使 用数 码 管显 示 结 果 。这 种 系统 一 般 是 专用 的 ， 一 Ｄ组检验 。Ａ组检验一般包括 ： 静态参数测试、 启动 特性测试 、 极性测试 、 单摆位置特性测试 、 双摆位置 种设备只能用于一种型号 的某一类型的测试 。如某 特性测试 、 速度回环测试 、 速度特性测试 、 暂态特性 型号三余度伺服 机构测试仪 （ ３ ， 图 ）信号发生器采 测试 、 频率特性测试等 ； Ｂ组检验一般包括 ： 振动试 用频率响应分析仪 Ｂ ６４ １ Ｔ 、００和 １５ ，超低频信号 ２０ 验 （ 频 正 弦 扫描 振 动 和 随机 振 动 ）离 心试 验 、 低 、 高 发生器 Ｘ Ｄ ８ 用模拟 电路 和数字电路实现伺服放 Ｆ一； 微分装置等 中间设备。进行特性测试 时把线 温试验 、 低温试验等 ， 且每次试验完毕后 ， 要按 Ａ组 大器 、 检 验 的 主要 项 目进 行 复 测 并 满 足 Ａ 组 检 验 的技 术 位移、 角位移等传感器信号接到 ｘ Ｙ记录仪 Ｌ 一 、 — Ｚ ３ 要 求 ； 检验一 般包 括 ： 动试 验 、 击试 验 、 速 笔 录 仪 等 数 据 记 录 设 备 上 画 出位 置 回环 或 速 度 回 ｃ组 振 冲 加 度试验 、 高温试验 、 低温试验 、 气压试 验 、 低 稳试试 环等特性 曲线。 验等 ； Ｄ组检验一般包括 ： 寿命试验 。此外总成测试 还包括氦吹、 氢吹等试验测试 。
图 ２伺服机构测试用例图
作 者简介 ： 谢伟 ， ， ７ 男 １ ４年出生 ， ９ 硕士研究 生 ， 主要研究 方 ： 伺服 为
机构测试 软件系统。
一
１ ． １单元测试 需求 伺服机构在技术阵地和总装车 间的单元测试 ， 般包括零位测试 、 启动特性测试、 位置特性测试、
中图分类号 ： Ｈ１７８ Ｔ ３． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１７ － ９ ４ （０ ８ ０ － ０ １０ ５ ６ ２ ８０ ２ ０ ）５ ０６ － ０
引 言
伺服机构是运载火箭控制指令的执行机构 ， 它 的技术指标是整个火箭系统的关键参数之一 。如何 正确可靠 的测试伺服机构 的性能指标是它设计和 生产 的一 个关 键 环节 ＿ １ ］ 。 伺服机构测试系统是完成伺服 机构功能和性 能测试的主要设备 。它包括软件和硬件两大部分 ， 主要功能部件如图 １ 所示 ； 伺服机构测试软件 系统 是实现伺服机构测试的关键部件 。
也 是一 定 的 。
１ 总成测 试 需求 ． ２ 总 成 测 试 是 指 伺 服 机 构 在 工 厂 生 产 过 程 中所
要进行 的各种测试的统称。它的特点是测试要求复 杂， 测试需求经常变化 ， 难以预测 ， 特别是在伺服机 构研制的模样和初样 阶段 ， 经常要根据 当时的测试 情况增加临时眭试验。伺服机构测试规范只是规定 了伺服机构验收时所必须进行 的测试项 目， 而且 它 的要求也很复杂。按伺服机构测试规范 ， 质量一致 ２ 伺服机构测试软件 系统 的发展历程 性 检 验一 般 可 包括 ： 检 验 、 Ａ组 Ｂ组检 验 、 检 验 、 Ｃ组 ． Ｄ组 检验 ， 同型 号可 以根 据需 要裁 剪 。 验批 产 品 ２１伺 服机 构 测试 的分 立元 件 时代 不 交 在Ｉ Ｔ技术还不发达的二十世纪八十年代前后 ， 全部 进 行 Ａ组 、 检 验 ， 交验 批 Ａ组 、 Ｂ组 从 Ｂ组 检 验 使用模 拟电路和数 字 合格 的产品中随机抽样进行 ｃ组检验 ， ｃ组检验 合 伺服机构测试基本依靠硬件 ， 使用按钮 、 开关进行测试选择 ， 格样 品经全面复验符合 Ａ组检验要求后可 以用 于 电路搭建测试 系统 ， 使 用数 码 管显 示 结 果 。这 种 系统 一 般 是 专用 的 ， 一 Ｄ组检验 。Ａ组检验一般包括 ： 静态参数测试、 启动 特性测试 、 极性测试 、 单摆位置特性测试 、 双摆位置 种设备只能用于一种型号 的某一类型的测试 。如某 特性测试 、 速度回环测试 、 速度特性测试 、 暂态特性 型号三余度伺服 机构测试仪 （ ３ ， 图 ）信号发生器采 测试 、 频率特性测试等 ； Ｂ组检验一般包括 ： 振动试 用频率响应分析仪 Ｂ ６４ １ Ｔ 、００和 １５ ，超低频信号 ２０ 验 （ 频 正 弦 扫描 振 动 和 随机 振 动 ）离 心试 验 、 低 、 高 发生器 Ｘ Ｄ ８ 用模拟 电路 和数字电路实现伺服放 Ｆ一； 微分装置等 中间设备。进行特性测试 时把线 温试验 、 低温试验等 ， 且每次试验完毕后 ， 要按 Ａ组 大器 、 检 验 的 主要 项 目进 行 复 测 并 满 足 Ａ 组 检 验 的技 术 位移、 角位移等传感器信号接到 ｘ Ｙ记录仪 Ｌ 一 、 — Ｚ ３ 要 求 ； 检验一 般包 括 ： 动试 验 、 击试 验 、 速 笔 录 仪 等 数 据 记 录 设 备 上 画 出位 置 回环 或 速 度 回 ｃ组 振 冲 加 度试验 、 高温试验 、 低温试验 、 气压试 验 、 低 稳试试 环等特性 曲线。 验等 ； Ｄ组检验一般包括 ： 寿命试验 。此外总成测试 还包括氦吹、 氢吹等试验测试 。
伺服电机系统测试解决方案
Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱo., Ltd. 文章源自 ZLG 致远电子，转载或引用请注明出处
3
广州致远电子股份有限公司
伺服电机系统测试解决方案
伺服电机系统测试解决方案 随着伺服电机技术的飞速发展，数控机床、工业机器人、自动化生产设备开始广泛使用 伺服电机作为运动控制的关键零部件，自然而然对伺服电机的性能要求也越来越高，尤其是 其动态特性，此时传统测功机已然无法实现相关测试，于是行业内亟需能够提供高性能伺服 电机动态特性、控制器控制性能测试的完整解决方案。
随着伺服电机技术的飞速发展，数控机床、工业机器人、自动化生产设备已经开始广泛 使用伺服电机作为运动控制的关键零部件，自然而然对伺服电机的性能要求也越来越高，尤 其是其动态特性，此时传统测功机已然无法实现相关测试，于是行业内亟需能够提供高性能 伺服电机动态特性、控制器控制性能测试的完整解决方案。
图片 1 当前针对电机的性能测量、评估的设备主要还是测功机。最初测功机只是针对电机的输 入电压、电流、输出转速、扭矩进行测量，计算出电机的输入输出功率和效率。但随着电机 行业的飞速发展，电机测试项目越来越多，测功机的功能也随之丰富起来，即便如此，电机 的动态测试依然是行业内的技术难题。 首先动态测试包含阶跃响应测试，分析转速/转矩控制响应时间，在电机负载在出现阶 跃变化，改变电机的输出转速/转矩时，电机驱动器把电机调节回正常工作状态下所用的时 间长度，通常进口高性能伺服电机转速阶跃响应时间要能够达到 us 级别，转矩阶跃响应调 整时间也要能够达到 ms 级别，以安川伺服电机 SGM7A-10AFA6C 这一型号来说，其转速阶跃 响应时间可达 790ms，转矩阶跃响应调整时间达 28ms（以上数据根据致远电子 MPT1000-F 电机瞬态控制与测试系统测试结果提供）。
3
广州致远电子股份有限公司
伺服电机系统测试解决方案
伺服电机系统测试解决方案 随着伺服电机技术的飞速发展，数控机床、工业机器人、自动化生产设备开始广泛使用 伺服电机作为运动控制的关键零部件，自然而然对伺服电机的性能要求也越来越高，尤其是 其动态特性，此时传统测功机已然无法实现相关测试，于是行业内亟需能够提供高性能伺服 电机动态特性、控制器控制性能测试的完整解决方案。
随着伺服电机技术的飞速发展，数控机床、工业机器人、自动化生产设备已经开始广泛 使用伺服电机作为运动控制的关键零部件，自然而然对伺服电机的性能要求也越来越高，尤 其是其动态特性，此时传统测功机已然无法实现相关测试，于是行业内亟需能够提供高性能 伺服电机动态特性、控制器控制性能测试的完整解决方案。
图片 1 当前针对电机的性能测量、评估的设备主要还是测功机。最初测功机只是针对电机的输 入电压、电流、输出转速、扭矩进行测量，计算出电机的输入输出功率和效率。但随着电机 行业的飞速发展，电机测试项目越来越多，测功机的功能也随之丰富起来，即便如此，电机 的动态测试依然是行业内的技术难题。 首先动态测试包含阶跃响应测试，分析转速/转矩控制响应时间，在电机负载在出现阶 跃变化，改变电机的输出转速/转矩时，电机驱动器把电机调节回正常工作状态下所用的时 间长度，通常进口高性能伺服电机转速阶跃响应时间要能够达到 us 级别，转矩阶跃响应调 整时间也要能够达到 ms 级别，以安川伺服电机 SGM7A-10AFA6C 这一型号来说，其转速阶跃 响应时间可达 790ms，转矩阶跃响应调整时间达 28ms（以上数据根据致远电子 MPT1000-F 电机瞬态控制与测试系统测试结果提供）。
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（!） 模拟加载方案 机床运动惯量的模拟加载采 用多级惯量盘方案， 如图 " 所示。图中基盘 # 上装有 $ 根均布固定轴 $， 惯量盘 " 每层沿轴截面割分为两半 圆片， 每片上对应开有两安装孔。加载时， 每两片为一 组， 先松开紧固螺母 !， 以每片上的两安装孔套入固定 轴后用紧固螺母将其压紧在基盘上即可。惯量盘转动 时将产生径向离心力， 从固定轴受力情况考虑， 惯量盘 安装时各层间圆周方向相位上错开 %&’， 固定轴受力将 降为同相安装的 &()&) 倍。
"
主要功能
（!） 时域阶跃响应测试 任意输入基速、 阶跃量及
相关时间的组合， 测试阶跃响应特性， 从而得到在不同 负载条件下的超调量!# 、 上升时间 !" 、 振荡次数等指 标。 （$） 频域特性测试 输入基速及正弦波的幅值， 经 测量后可给出频域特性曲线， 从而得到标称角 频 率 频带宽度 "$ 和谐振峰值 %& 等重要指标。 "# 、 （-） 加载速降测试 通过在不同转速下的转矩加 载测试， 可测得空载转速 ’( 、 加载转速 ’& 、 加载转矩 （ ’( 0 ’& ） %& 。从而得到不同转速转矩下的转差率 ) ’( 大小。 （%） 其它测试功能 除了以上测试功能外， 还可以 对伺服系统的零漂、 伺服增益、 正反转速差进行测试。 测试过程自动完成， 测试结果打印输出。
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$! / "*(&
%& ! / !+ ! ( !+
附图 图 +9 图 +:
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测试实例
测试对象： 安川 )1 伺服驱动装置； 伺服电动机型
号： 伺服驱动型号： 2343 0 !-)+)； 2356 0 !’)53。 （ !） 时域阶跃响应测试 测试条件： 负载惯量 *
表$
（ 17"%） + !$+ -* （ , 17"’） - """ , ’"" （#） ! !" !! （ " /8） !! ( ’ $’ ( , 振荡次数 ! ! 附图 图 %9 图 %: （ 17"%） + !!$ ’’ （ , 17"’） % -"" , ’""
（$） 频域特性测试
$
测试条件： 负载惯量 * ; *( ;
（ <・=/・8 ） 。测 试 结 果 见 表 % 和 图 +。测 试 条 件： ’’ 负载惯量 * ; *( > *. ; !$, （< ・=/ ・8$ ） 。 测试结果见
表#
（ 17"%） + !$+ -* （ , 17"’） - """ , ’""
机床切削力矩的模拟加载采用日本三菱公司磁粉 制动器， 安装在传动链末端即图中 *。其输出转矩随 励磁电流的变化而变化， 通过改变励磁电流便可在较 大范围内控制转矩。从供应商提供的数据看， 在 *+ 励磁电流与输出转矩基本 , !&&+ 的额定转矩范围内， 成线性关系。而当励磁电流不变时， 转矩也将保持稳 定， 不受转差速度的影响， 即转差转矩稳定。 采用 -./0123 45 操作系统运行环 境， 多线程程序设计， 测试软件运行更加稳定。应用程 序采用 67、 界面友好， 易学易用。曲 68 及 9:: 设计， 线移动、 局部整体缩放、 网络标尺随意调整等功能方便 对测量曲线的分析。只要输入响应的测试数据， 测试 过程立即自动完成。 （#） 全隔离高速光电编码器接口 位置与速度信 息通过测试光电编码器的输出信号而取得， 信号的采 集通过全隔离高速光电编码器按口板 ;7:<## 完成。 该接口板提供了三个 "$ 位加减计数器和 !=> 振荡时 钟， 其 $ 级数字滤波可去除尖峰毛刺干扰， 在 < >?@、 $ >?@、 " >?@ 采集频率下可去除的最大干扰宽度分别 为 #)* /3、 )*& /3、 !(* A3。同时对应的可输入最高信号 频率为 ! >?@、 对最高转速为 =&& B?@、 #&& B?@。例如， 所带编码器为 " &&& 脉冲 D C 的电动机， 其 # =&& C D A./、 （"） 软件技术
%
!"#$ 耐蚀性分析
在 A>H& ! 卷 I 篇的 《 %@> F"G; 即 A>H& >IJKL， 里有所介绍， 是作为焊接管 @"MF"G 焊接管技术条件》 用于一般耐蚀工艺管道， 供货状态为固溶处理。其具 体化学成分如表 ! 所示。
（$） 模拟量控制电压接口 采用全隔离高精度 !" 位 9 D G ;7:)"< 接口板。其基本规格如下： 核心器件为 通道数为 "； 分辨率为 !" 位； 线性度为 I G9)*$! H4； 精度为 I &(&!"+ ； 温度飘移为 * KKA D L ； 隔 &(* :J8； 离电压为 *&& 60M； 环境温度为 & , *& L ； 输出范围为 & , * 6、 N * , * 6、 & , !& 6、 N !& , !& 6、 & , "& AG、 $, 建立时间为 O =& ! "& AG； 3。 本系统设置 7?! 通道输出电压为 N !& , !& 6， 用 于控制伺服系统的模拟量控制电压， 设置 7?" 通道输 出电压为 & , * 6， 用于 :P N *&;GQ 控制磁粉制动器的 转矩。 采用 JPQ 转矩传感器， 通过转矩 传感器测试仪输出频率与转矩成正比的方波信号。传 感器出厂时均单独标定， 本系统样机传感器出厂时其 基本频率 （转矩为零时的频率） 为 *&(== B?@， 频增方向 标定 系 数 为 *(&!% 4A D B?@， 频减方向标定系数为 最大误差小于 &(#=+ 。 *(&&! 4A D B?@， 转矩传感器测试仪输出频率与转矩成正比的 55: 方波信号， 通过 ;7:)"& 计数计频接口板完成对其频率 的测量， 从而完成对转矩信号的测量。 （=） 转矩控制 采用三菱 :P N *&;GQ 实现。 :P N 控制磁粉制动器 RH8 *&;GQ 采用电流反馈控制模式， 最大转矩电流 "(" G。由于电流—转 N *?84 的电流，
“九五” 重点科技攻关项目 （WX Y WWX Y #$#$ R #Z） ! 国家
・ [! ・
制造技术与机床 !##O 年第 $ 期
工艺与检测
! 关键技术及装置
编码器输出信号的最高频率为 # =&& E " &&& D =& F !"& 此时选择 " > 的采集频率既可满足最高信号频率 B?@， 的要求， 同时还可得到最佳的干扰滤波特性。图 # 为 该接口板的原理框图。
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附图 图 ,9 图 ,:
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制造技术与机床 $""’ 年第 - 期
工艺与检测
高铬镍合金管的焊接工艺
薛福连
（沈阳市辽中县化工总厂， 辽宁 辽中 !!"#""） 摘 要： 文章对化工生产装置上用的一种瑞典产的高铬镍合金钢管 （!"#$） 的耐蚀性进行了分析， 并给出了其 焊接工艺。 关键词： 铬镍合金 合金管 耐蚀性 焊接
（< ・=/ ・8$ ） 。测试结果见表 $ 和图 %。测试条 ; *( ; ’’ 件： 负载惯量 * ; *( > *. ; !$, （< ・ ・ 。测试结果见 =/ 8$） 表 - 和图 ’。
表"
（#） ! !$ !$ （ " /8） $" ( ! -" 振荡次数 ! ! 附图 图 ’9 图 ’:
!"#$%&’ (")*&%+," -./ 0%’* 1*/.2"# 3##.4 5%6"
$%& ’()*+, （ -./0*1+) 2,3(4567 8)+,5 9: ;*+9<.9,=，>./,7+,=，;*+9<.9,= !!"#""，-?@） 在以食盐为原料的化工生产时， 伴随工艺过程产 生的盐酸， 具有强烈的腐蚀性， 因此在设备和管道的设 计上应采取相应的措施。我厂与之相关的部分设备采 用了瑞典牌号为 >A@BC2D >A’##"E 的耐腐蚀钢， 这些 设备之间的工艺管道则采用了瑞典牌号为 F"G; 的全 奥氏体合金材料。 F"G; 是在我国石化行业较少采用 的新材料， 其焊接工艺也未曾见过报道。笔者下面将 进行简单的耐腐性分析并介绍其焊接工艺。
・ =# ・
（*） 转矩测量
制造技术与机床 "&&* 年第 # 期
工艺与检测
矩特性曲线存在局部微观非线性关系， 设定输出电流 从而形成 ’ 段直线的 !"# 、 $"# 、 %"# 、 &"# 的转矩值， 非线性补偿， 如表 ! 所示。