基于在线积分法的快速惯量辨识方法和系统与流程

本发明涉及伺服系统，尤其是涉及基于在线积分法的快速惯量辨识方法和系统。

背景技术：

1、随着电机制造技术、先进控制理论和微处理器的快速发展，交流伺服系统已广泛应用于食品加工和工业自动化等领域。为提高交流伺服系统控制性能，需要对负载转动惯量进行离线或在线辨识，根据辨识得到的转动惯量值对速度环和位置环参数进行正确设置。其中，离线惯量辨识由于转动惯量值恒定且可设计电机运动轨迹。因此辨识方法较为成熟，辨识精度高。与之相对，在线惯量辨识时电机运动轨迹不确定，且惯量辨识结果易受到速度采样噪声影响，无法兼顾辨识速度和辨识精度。常用的在线惯量辨识方法包括：带遗忘因子的最小二乘法、扩展卡尔曼滤波器法等。

2、上述两种方法均可通过设置内部参数来调节惯量辨识的速度和精度，当速度中含有的噪声较大时，通过牺牲辨识速度以减小负载转动惯量辨识值的波动，存在算法原理复杂、辨识速度慢，辨识结果易受噪声影响的缺点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供基于在线积分法的快速惯量辨识方法和系统，通过带通滤波器对电流和速度进行同步滤波处理，构建积分法在线惯量辨识条件，将积分法适用范围从离线扩展到在线惯量辨识；原理简单，辨识速度快，且辨识结果不易受速度噪声的影响。

2、第一方面，本发明实施例提供了基于在线积分法的快速惯量辨识方法，所述方法包括：

3、通过电流采集电路采集电流，以及通过编码器采集速度；

4、将所述电流和所述速度分别输入到带通滤波器中进行滤波，得到第一滤波电流和第一滤波速度；

5、根据所述第一滤波速度对应的曲线构建等速条件；

6、在所述等速条件下，获取第一时刻至第二时刻之间的第二滤波电流和第二滤波速度；

7、将所述第二滤波电流和所述第二滤波速度通过负载转动惯量计算方程进行计算，得到负载转动惯量值。

8、进一步的，根据所述第一滤波速度对应的曲线构建等速条件，包括：

9、在所述第一滤波速度对应的曲线中，当所述第一滤波速度大于惯量辨识起始速度时，记录第一当前时刻，并将所述第一当前时刻作为所述第一时刻；

10、将所述第一滤波速度和所述第一滤波电流带入所述负载转动惯量计算方程中进行积分法计算，如果在所述第一时刻至设定超时时刻之间存在所述第一滤波速度小于所述惯量辨识起始速度，则记录第二当前时刻，并将所述第二当前时刻作为所述第二时刻；

11、当所述第一时刻至所述第二时刻之间的所述第一滤波速度大于辨识最小速度，则构建得到所述等速条件。

12、进一步的，将所述第二滤波电流和所述第二滤波速度通过负载转动惯量计算方程进行计算，得到负载转动惯量值，包括：

13、根据下式计算所述负载转动惯量值：

14、

15、te＝kt*iq

16、其中，j为所述负载转动惯量值，t1为所述第一时刻，t2为所述第二时刻，te为电机电磁转矩，kt为转矩常数，iq为所述第二滤波电流，ω为所述第二滤波速度。

17、进一步的，所述方法还包括：

18、如果在所述第一时刻至所述设定超时时刻之间存在所述第一滤波速度小于所述辨识最小速度，或者达到所述设定超时时刻存在所述第一滤波速度仍然大于所述惯量辨识起始速度，则所述等速条件构建不成立。

19、第二方面，本发明实施例提供了基于在线积分法的快速惯量辨识系统，所述系统包括：

20、采集模块，用于通过电流采集电路采集电流，以及通过编码器采集速度；

21、滤波模块，用于将所述电流和所述速度分别输入到带通滤波器中进行滤波，得到第一滤波电流和第一滤波速度；

22、构建模块，用于根据所述第一滤波速度对应的曲线构建等速条件；

23、获取模块，用于在所述等速条件下，获取第一时刻至第二时刻之间的第二滤波电流和第二滤波速度；

24、计算模块，用于将所述第二滤波电流和所述第二滤波速度通过负载转动惯量计算方程进行计算，得到负载转动惯量值。

25、进一步的，所述构建模块具体用于：

26、在所述第一滤波速度对应的曲线中，当所述第一滤波速度大于惯量辨识起始速度时，记录第一当前时刻，并将所述第一当前时刻作为所述第一时刻；

27、将所述第一滤波速度和所述第一滤波电流带入所述负载转动惯量计算方程中进行积分法计算，如果在所述第一时刻至设定超时时刻之间存在所述第一滤波速度小于所述惯量辨识起始速度，则记录第二当前时刻，并将所述第二当前时刻作为所述第二时刻；

28、当所述第一时刻至所述第二时刻之间的所述第一滤波速度大于辨识最小速度，则构建得到所述等速条件。

29、进一步的，所述计算模块具体用于：

30、根据下式计算所述负载转动惯量值：

31、

32、te＝kt*iq

33、其中，j为所述负载转动惯量值，t1为所述第一时刻，t2为所述第二时刻，te为电机电磁转矩，kt为转矩常数，iq为所述第二滤波电流，ω为所述第二滤波速度。

34、进一步的，所述系统还包括：

35、如果在所述第一时刻至所述设定超时时刻之间存在所述第一滤波速度小于所述辨识最小速度，或者达到所述设定超时时刻存在所述第一滤波速度仍然大于所述惯量辨识起始速度，则所述等速条件构建不成立。

36、第三方面，本发明实施例提供了电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。

37、第四方面，本发明实施例提供了具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如上所述的方法。

38、本发明实施例提供了基于在线积分法的快速惯量辨识方法和系统，包括：通过电流采集电路采集电流，以及通过编码器采集速度；将电流和速度分别输入到带通滤波器中进行滤波，得到第一滤波电流和第一滤波速度；根据第一滤波速度对应的曲线构建等速条件；在等速条件下，获取第一时刻至第二时刻之间的第二滤波电流和第二滤波速度；将第二滤波电流和第二滤波速度通过负载转动惯量计算方程进行计算，得到负载转动惯量值；通过带通滤波器对电流和速度进行同步滤波处理，构建积分法在线惯量辨识条件，将积分法适用范围从离线扩展到在线惯量辨识；原理简单，辨识速度快，且辨识结果不易受速度噪声的影响。

39、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

40、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种基于在线积分法的快速惯量辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于在线积分法的快速惯量辨识方法，其特征在于，根据所述第一滤波速度对应的曲线构建等速条件，包括：

3.根据权利要求1所述的基于在线积分法的快速惯量辨识方法，其特征在于，将所述第二滤波电流和所述第二滤波速度通过负载转动惯量计算方程进行计算，得到负载转动惯量值，包括：

4.根据权利要求2所述的基于在线积分法的快速惯量辨识方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种基于在线积分法的快速惯量辨识系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的基于在线积分法的快速惯量辨识系统，其特征在于，所述构建模块具体用于：

7.根据权利要求5所述的基于在线积分法的快速惯量辨识系统，其特征在于，所述计算模块具体用于：

8.根据权利要求6所述的基于在线积分法的快速惯量辨识系统，其特征在于，所述系统还包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至4任一项所述的方法。

10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1至4任一项所述的方法。