[發明專利]一種伺服系統可變慣量控制方法與裝置

有效

• 申請號: 201610273416.X
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105811844B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 梅雪松;宋哲;姜歌東;許睦旬;林英行;齊太安;孫書川
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;廣東順德西安交通大學研究院
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02K7/10;H02K49/06;H02K11/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于，包括底座(1)、永磁同步電機(4)和磁粉離合器(6)；所述的底座(1)上設置有立柱，立柱頂部設置有試驗臺；所述的永磁同步電機(4)與底座(1)連接；所述的試驗臺底部設置有拖臺(9)，頂部安裝有曲柄滑塊機構(8)；所述的磁粉離合器(6)安裝在拖臺(9)上，磁粉離合器(6)的輸入軸與永磁同步電機(4)的輸出軸連接，磁粉離合器(6)的輸出軸與曲柄滑塊機構(8)連接，通過調節磁粉離合器(6)的激磁電流以控制曲柄滑塊機構(8)和永磁同步電機(4)的脫離和接合；磁粉離合器(6)的輸出軸上設置有用于測量曲柄滑塊機構(8)的位置角度的絕對式光電編碼器(7)。

2.根據權利要求1所述的一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于：所述的永磁同步電機(4)通過升降臺(2)與底座(1)上的立柱連接，所述的升降臺(2)上設置有用于調節位置高度的緊固螺母(11)。

3.根據權利要求2所述的一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于：所述的升降臺(2)上設置有電機固定裝置(3)，永磁同步電機(4)依靠電機固定裝置(3)和預緊螺栓(10)固定。

4.根據權利要求1所述的一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于：所述的磁粉離合器(6)與永磁同步電機(4)之間設置有轉矩傳感器(5)。

5.根據權利要求1所述的一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于：所述的曲柄滑塊機構(8)包括曲柄、連桿和滑塊，所述的曲柄一端與磁粉離合器(6)的輸出軸固定，連桿與曲柄及滑塊鉸接，滑塊下端活動設置在試驗臺的滑槽內。

6.根據權利要求5所述的一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于：所述的曲柄和連桿的長度相等。

7.根據權利要求1所述的一種伺服系統可變慣量裝置，其特征在于：所述的永磁同步電機(4)、磁粉離合器(6)和絕對式光電編碼器(7)同軸安裝。

8.權利要求1所述的一種伺服系統可變慣量裝置的控制方法，其特征在于：包括：慣量突變、電慣量模擬和慣量漸變三種工作模式；

慣量突變工作模式是將永磁同步電機(4)和磁粉離合器(6)連接，磁粉離合器(6)的輸出軸不連接負載，永磁同步電機(4)帶動磁粉離合器(6)旋轉，使磁粉離合器(6)處于同步工作狀態；通過控制磁粉離合器(6)的激磁電流來控制離合器和永磁同步電機(4)的脫離和接合，實現系統轉動慣量的突變；

電慣量模擬工作模式是將磁粉離合器(6)的從動轉子固定形成制動器，使離合器處于滑差工作狀態，通過控制激磁電流的大小來控制傳遞轉矩，實現機械慣量的電慣量模擬，負載模擬器的輸出轉矩滿足：

TL′=TL+JLdωdt]]>

式中T′_L為負載模擬器的輸出轉矩；T_L為負載轉矩；J_L為負載的轉動慣量；ω為電機的角速度；

慣量漸變工作模式是永磁同步電機(4)通過磁粉離合器(6)驅動曲柄滑塊機構(8)，使磁粉離合器(6)處于同步工作狀態，利用絕對式光電編碼器(7)測量曲柄滑塊機構(8)的位置角度，實現系統轉動慣量的周期性漸變。