超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置及其控制系統(tǒng)，該裝置包括基座和設(shè)于其上的超聲波電機(jī)，超聲波電機(jī)一側(cè)輸出軸與光電編碼器連接，另一側(cè)輸出軸與飛輪慣性負(fù)載連接，飛輪慣性負(fù)載的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與力矩傳感器連接，光電編碼器、力矩傳感器的信號(hào)輸出端分別接至控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器RNNI和自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器RNNC組成，RNNI完成對(duì)超聲波電機(jī)在不同控制變量、飛輪慣性負(fù)載下輸入輸出特性的辨識(shí)，RNNC根據(jù)辨識(shí)結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波電機(jī)的速度/位置/力矩控制輸出，以確定不同負(fù)載、不同控制變量下的控制動(dòng)態(tài)特性。該裝置及其控制系統(tǒng)不僅測試準(zhǔn)確度高，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，使用效果好。
【專利說明】超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置及其控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)瞬態(tài)特性測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試，大都使用超聲波電機(jī)與外接磁滯測功機(jī)進(jìn)行負(fù)載調(diào)整，主要著眼于位置/速度的動(dòng)態(tài)特性測試上，對(duì)力矩的動(dòng)態(tài)特性測試較少涉及。由于超聲波電機(jī)的輸出功率較小，磁滯測功機(jī)的輸出功率較大，使得磁滯測功機(jī)基本運(yùn)行在其非線性部分，且整個(gè)測試裝置龐大，電機(jī)難以獲得較好的瞬態(tài)特性測試性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置及其控制系統(tǒng)，該裝置及其控制系統(tǒng)不僅測試準(zhǔn)確度高，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，使用效果好。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置，包括基座和設(shè)于基座上的超聲波電機(jī)，所述超聲波電機(jī)一側(cè)輸出軸與光電編碼器相連接，另一側(cè)輸出軸與飛輪慣性負(fù)載相連接，所述飛輪慣性負(fù)載的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與力矩傳感器相連接，所述光電編碼器的信號(hào)輸出端、所述力矩傳感器的信號(hào)輸出端分別接至控制系統(tǒng)。
[0005]進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)包括超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，所述超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路包括控制芯片電路和驅(qū)動(dòng)芯片電路，所述光電編碼器的信號(hào)輸出端與所述控制芯片電路的相應(yīng)輸入端相連接，所述控制芯片電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)芯片電路的相應(yīng)輸入端相連接，以驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)芯片電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片電路的驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)節(jié)信號(hào)輸出端和驅(qū)動(dòng)半橋電路調(diào)節(jié)信號(hào)輸出端分別與所述超聲波電機(jī)的相應(yīng)輸入端相連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器。
[0007]進(jìn)一步的，所述超聲波電機(jī)、光電編碼器、力矩傳感器分別經(jīng)超聲波電機(jī)固定支架、光電編碼器固定支架、力矩傳感器固定支架固定于所述基座上。
[0008]本發(fā)明還提供了一種上述超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置的控制系統(tǒng)，由自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器(RNNI)和自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器(RNNC)組成；
所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器由輸入層、隱含層和輸出層三層網(wǎng)絡(luò)組成；所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層有s個(gè)節(jié)點(diǎn)，s為不小于4的偶數(shù)，所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層的輸入信號(hào)為:
徹=I 哪 /5?(υ) 腿 m1 (I)
其中 I滿=u(k)，I2(k) = Uik-T) , W)=u(k-Si2+\)，L,riJk) = y(k-1),Lj-1ih) = y{k-si2+l) , Lj{k) = y(k-si2) , u(k)為是時(shí)刻所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出，a汸-1)為1-1時(shí)刻所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出，a(*-s/2 +:l)為k-si2 + \時(shí)刻所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出，7沐-1)為t-1時(shí)刻光電編碼器或力矩傳感器的輸出，S / 2 +1)為s / 2 + 1時(shí)刻光電編碼器或力矩傳感器的輸出，舜-Si 2)為免-s/ 2時(shí)刻光電編碼器或力矩傳感器的輸出；
所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層的輸出信號(hào)句(Ar)為:
ΦΜ =伽J 二 β (2)
所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的隱含層有P個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的隱含層的輸入信號(hào)#沐)為:
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置，包括基座和設(shè)于基座上的超聲波電機(jī)，其特征在于:所述超聲波電機(jī)一側(cè)輸出軸與光電編碼器相連接，另一側(cè)輸出軸與飛輪慣性負(fù)載相連接，所述飛輪慣性負(fù)載的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與力矩傳感器相連接，所述光電編碼器的信號(hào)輸出端、所述力矩傳感器的信號(hào)輸出端分別接至控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，所述超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路包括控制芯片電路和驅(qū)動(dòng)芯片電路，所述光電編碼器的信號(hào)輸出端與所述控制芯片電路的相應(yīng)輸入端相連接，所述控制芯片電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)芯片電路的相應(yīng)輸入端相連接，以驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)芯片電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片電路的驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)節(jié)信號(hào)輸出端和驅(qū)動(dòng)半橋電路調(diào)節(jié)信號(hào)輸出端分別與所述超聲波電機(jī)的相應(yīng)輸入端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置，其特征在于:所述聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置，其特征在于:所述超聲波電機(jī)、光電編碼器、力矩傳感器分別經(jīng)超聲波電機(jī)固定支架、光電編碼器固定支架、力矩傳感器固定支架固定于所述基座上。
5.一種如權(quán)利要求1所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:由自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器和自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器組成； 所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器由輸入層、隱含層和輸出層三層網(wǎng)絡(luò)組成；所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層有s個(gè)節(jié)點(diǎn)，s為不小于4的偶數(shù)，所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層的輸入信號(hào)為:
=I^(k)Ismi(k)L I5Jmmf (I)
其中 I\C-fc) = ^(Ar) , ^2(先)=~(.?") = 2^1^ — 3/ 2+1)， h+i(k')=少'(Λ — I),^-1(^=y(k-s/2+l) , ls(k) = y(k-sf2) , u(k)為,t時(shí)刻所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出，-1)為(k-?)時(shí)刻所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出，-s/ 2 +1)為Ot- s/ 2 +1)時(shí)刻所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出，為0-?時(shí)刻光電編碼器或力矩傳感器的輸出，7(.t-s/2 + l)為(.t-s/2 + l)時(shí)刻光電編碼器或力矩傳感器的輸出，為(k-sI2)時(shí)刻光電編碼器或力矩傳感器的輸出； 所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層的輸出信號(hào)句(Ar)為: Cf④= Ii1OtXi = IZL ,ε ⑵ 所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的隱含層有P個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的隱含層的輸入信號(hào)#(.t)為: ?m = Σmofik) + (M)O](k-1),j = lZL ,p (3) 其中,/(A)表示自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的輸入層與隱含層之間的聯(lián)接權(quán)重，<(*)表示自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的隱含層節(jié)點(diǎn)自身的權(quán)重調(diào)整； 所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的隱含層的輸出信號(hào)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器的權(quán)重調(diào)整規(guī)則為:
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的權(quán)重調(diào)整規(guī)則為:
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性測試裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)的硬件電路包括超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，所述超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路包括控制芯片電路和驅(qū)動(dòng)芯片電路，所述光電編碼器的信號(hào)輸出端與所述控制芯片電路的相應(yīng)輸入端相連接，所述控制芯片電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)芯片電路的相應(yīng)輸入端相連接，以驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)芯片電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片電路的驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)節(jié)信號(hào)輸出端和驅(qū)動(dòng)半橋電路調(diào)節(jié)信號(hào)輸出端分別與所述超聲波電機(jī)的相應(yīng)輸入端相連接，所述自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器和自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)于所述控 制芯片電路中。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK103513181SQ201310288488
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】傅平 申請(qǐng)人:閩江學(xué)院