一种动态可调的惯性负载装置及其使用方法与流程

本发明涉及机电伺服控制，尤其涉及一种动态可调的惯性负载装置及其使用方法。

背景技术：

1、在机电伺服系统领域，为了评估系统的性能和稳定性，通常需要进行惯性负载测试。传统惯性负载测试主要采用静态负载装置，该类装置提供单一且静态的负载条件，限制了对机电伺服系统在动态工作环境中的实际性能表现进行准确评估的能力。传统的机电伺服系统惯性负载测试面临着一系列问题，包括以下方面：

2、1.静态负载测试限制

3、传统采用静态惯性负载装置的测试方法无法充分模拟机电伺服系统在实际工作中的动态负载变化，因而无法全面评估系统的动态响应能力。难以在运行时调整惯性负载参数，导致无法模拟复杂工作场景下的真实负载条件。

4、2.实时性不足

5、传统测试方法无法提供动态的负载调整，限制了对机电伺服系统在快速变化工作条件下的实际性能进行及时监测和优化的能力。

6、3.无法准确模拟惯性负载

7、现有技术难以准确模拟机电伺服系统在启动、停止和变速等情况下的惯性负载，同时缺乏惯性负载的实时测量手段，导致测试结果的不足和误导。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的至少一个技术问题，提供了一种动态可调的惯性负载装置及其使用方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、第一方面，提供一种动态可调的惯性负载装置，包括：

4、底板；

5、安装三角架，设于所述底板上，其上安装有待测机电伺服系统；

6、支撑座，设于靠近所述待测机电伺服系统一端的底板上；

7、滑轨；设于远离待测机电伺服系统一端的底板上；

8、摇臂，摇臂两端设有挡板，挡板之间连接有丝杆；所述摇臂上设有固联为一体的步进电机、集成控制器、惯量滑块以及连接板；

9、力矩传感器，其通过联轴器与所述待测机电伺服系统的输出轴连接；

10、加速度传感器和位移传感器，均设置在所述连接板上，所述加速度传感器、位移传感器分别与所述集成控制器连接。

11、优选地，所述集成控制器包括微处理器、驱动模块、通信模块以及电源模块。

12、优选地，还包括上位机，所述上位机与所述集成控制器连接。

13、第二方面，提供一种惯性负载装置的使用方法，所述使用方法包括：

14、通过所述支撑座与滑轨对摇臂进行支撑，使摇臂保持水平旋转；

15、通过所述步进电机拖动惯量滑块和集成控制器在摇臂转动的同时进行径向运动；

16、通过所述集成控制器根据力矩传感器、加速度传感器和位移传感器的测量值实时计算当前负载惯量，并根据当前负载惯量与目标负载惯量的差值调整负载惯量。

17、优选地，所述根据力矩传感器、加速度传感器和位移传感器的测量值实时计算当前负载惯量，包括：

18、通过力矩传感器测量惯性负载的驱动转矩m，通过加速度传感器测量惯性负载在转动过程中的切向加速度a，通过位移传感器测量惯性负载在转动过程中的转动半径r；

19、惯量滑块的角加速度计算如下：

20、

21、负载惯量计算如下：

22、

23、优选地，所述根据当前负载惯量与目标负载惯量的差值调整负载惯量，包括：

24、通过调整惯量滑块位置与与转动轴线距离d的尺寸，动态调整负载惯量。

25、优选地，所述根据当前负载惯量与目标负载惯量的差值调整负载惯量，还包括：

26、集成控制器驱动步进电机带动惯量滑块到达指定位置。

27、需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

28、与现有技术相比，本发明有益效果是：

29、本发明装置通过所述支撑座与滑轨对摇臂进行支撑，使摇臂保持水平旋转；同时通过所述步进电机拖动惯量滑块和集成控制器在摇臂转动的同时进行径向运动；负载惯量调节时，通过所述集成控制器根据力矩传感器、加速度传感器和位移传感器的测量值实时计算当前负载惯量，并根据当前负载惯量与目标负载惯量的差值调整负载惯量，实现实时测量并动态调整负载转动惯量。本发明用于机电伺服系统惯性负载测试，可以提高测试准确性、增强测试重复性、优化测试效率、提升测试范围、降低测试成本、增强系统的适应性、支持高级测试分析。在实际应用中，本发明可以帮助机电伺服系统测试各种工况下性能，为产品设计优化和质量控制提供有力支持。

技术特征：

1.一种动态可调的惯性负载装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种动态可调的惯性负载装置，其特征在于，所述集成控制器包括微处理器、驱动模块、通信模块以及电源模块。

3.根据权利要求1所述的一种动态可调的惯性负载装置，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述集成控制器连接。

4.一种权利要求1-3中任意一项所述惯性负载装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述根据力矩传感器、加速度传感器和位移传感器的测量值实时计算当前负载惯量，包括：

6.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述根据当前负载惯量与目标负载惯量的差值调整负载惯量，包括：

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述根据当前负载惯量与目标负载惯量的差值调整负载惯量，还包括：

技术总结本发明公开了一种动态可调的惯性负载装置及其使用方法，属于机电伺服控制技术领域，装置主要包括：底板；安装三角架，设于所述底板上，其上安装有待测机电伺服系统；支撑座，设于靠近所述待测机电伺服系统一端的底板上；滑轨；设于远离待测机电伺服系统一端的底板上；摇臂，摇臂两端设有挡板，挡板之间连接有丝杆；所述摇臂上设有固联为一体的步进电机、集成控制器、惯量滑块以及连接板；力矩传感器，其通过联轴器与所述待测机电伺服系统的输出轴连接；加速度传感器和位移传感器，均设置在所述连接板上，所述加速度传感器、位移传感器分别与所述集成控制器连接。该装置通过调整惯量滑块位置与测量切向加速度等物理量，实现动态调整与实时测量负载转动惯量。技术研发人员：孙灵杰,冉梦帆,蓝朝锐受保护的技术使用者：四川航天烽火伺服控制技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17