伺服控制驱动器测试系统的制作方法

本技术涉及伺服控制驱动器测试，特别是涉及一种伺服控制驱动器测试系统。

背景技术：

1、伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统，由伺服控制驱动器及伺服电机组成，是航天器飞行控制的执行机构。伺服系统不仅在航空航天飞行器中得到普遍应用，同时，由于其显著优点，在民用领域，如机器人手臂、新能源汽车等方面得到广泛应用。

2、伺服系统测试主要为软件仿真与实物测试，仿真系统主要依托于matlab软件，进行控制算法设计。而实物测试系统，已有公司针对于伺服电机研制了专用的伺服电机定子测试系统、伺服反电动势测试系统、伺服电机空载测试系统、伺服电机加载测试系统、伺服电机转子测试系统、伺服电机测功机测试系统等。

3、而针对于伺服控制驱动器的测试，传统的方法均是依托伺服电机产品进行实物性能测试，无专用的伺服控制驱动器测试设备，在测试故障时难以区分是伺服控制驱动器故障还是伺服电机故障。而伺服电机属于机械设备，长期使用会产生传动结构磨损，性能下降，同时伺服电机产品基本采用定制化设计，测试成本高，无法完成对伺服控制驱动器的故障模拟测试及边界测试。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种伺服控制驱动器测试系统。

2、一种伺服控制驱动器测试系统，所述系统包括：伺服控制驱动器故障模拟设备和上位机；所述伺服控制驱动器故障模拟设备和所述上位机通过rs422总线远程连接，所述伺服控制驱动器故障模拟设备与待测伺服控制驱动器连接。

3、所述上位机，用于运行上位机测试软件，通过rs422总线对所述伺服控制驱动器故障模拟设备进行参数配置。

4、所述伺服控制驱动器故障模拟设备，用于根据上位机配置的参数模拟用于待测伺服控制驱动器进行正常测试的条件，并对待测伺服控制驱动器进行正常测试；还用于根据上位机配置的参数模拟用于伺服控制驱动器进行边界测试的条件，并进行边界测试；还用于根据上位机配置的参数模拟伺服电机故障，并进行伺服控制驱动器的故障仿真测试。

5、在其中一个实施例中，所述伺服控制驱动器故障模拟设备包括：控制模块、负载切换矩阵模块、ad转换模块、电位计信号发生模块、霍尔信号发生模块以及rs422接口模块。

6、所述负载切换矩阵模块、所述电位计信号发生模块以及所述霍尔信号发生模块的输入端与所述控制模块连接，所述负载切换矩阵模块、所述电位计信号发生模块以及所述霍尔信号发生模块的输出端与所述待测伺服控制驱动器连接；所述ad转换模块的输入端与所述待测伺服控制驱动器连接，所述ad转换模块的输出端与所述控制模块连接；所述伺服控制驱动器故障模拟设备通过所述rs422接口模块与所述上位机连接。

7、所述负载切换矩阵模块，用于模拟实际伺服电机负载，u、v、w三相采用y型连接方式。

8、所述ad转换模块，用于采集待测伺服控制驱动器测试过程中输出的信号，并传输至所述控制模块。

9、所述电位计信号发生模块，用于模拟实际伺服电机测试中的电位计信号及故障信号。

10、所述霍尔信号发生模块，用于测试实际伺服电机时的霍尔信号故障。

11、所述控制模块，用于根据上位机配置的参数对所述负载切换矩阵模块、所述电位计信号发生模块、所述霍尔信号发生模块进行控制，并接收所述ad转换模块发送的数据。

12、在其中一个实施例中，所述负载切换矩阵模块包括：u、v、w三相，每相包括一个电感选择支路、并联的11个功率电阻选择支路；所述电感选择支路、功率电阻选择支路并联。

13、所述电感选择支路包括8个功率继电器、8个功率电感；第一个所述功率继电器的第一个触点与第一个所述功率电感的一端连接，第一个所述功率继电器的另一个触点与第一个所述功率电感短接，第一个所述功率电感的另一端与第二个所述功率继电器的第一个触点连接，依次类推，直到第八个所述功率继电器的第一个触点与第八个所述功率电感的一端连接，第八所述功率继电器的另一个触点与第八个所述功率电感短接；

14、第一个所述功率电阻选择支路包括第十一功率继电器，所述第十一功率继电器的第一个触点悬空、第二个触点短接。

15、第二条至第十一条所述功率电阻选择支路的每条支路包括两个功率电阻和1个第十功率继电器，两个所述功率电阻的一端分别和第十功率继电器的第一个和第二个触点连接，两个所述功率电阻的另一端连接。

16、所有功率继电器的继电器线圈与所述控制模块连接。

17、在其中一个实施例中，所述电位计信号发生模块包括：第一高速dac数模转换器、第一运放调理模块、第一开关选择电路。

18、所述第一高速dac数模转换器的输入端与所述控制模块连接，所述第一高速dac数模转换器的输出端与所述第一运放调理模块的输入端连接，所述第一运放调理模块的输出端与所述第一开关选择电路的输入端连接、所述第一开关选择电路的输出端用于输出电位计信号的模拟故障信号；所述电位计信号的模拟故障信号包括：电位计信号电压故障、电位计信号白噪声干扰故障、电位计信号脉冲干扰故障、电位计信号开路故障、电位计信号短路故障。

19、所述上位机通过rs422总线将配置的满足测试需求的电位计信号故障模式传输至所述控制模块，所述控制模块通过软件算法叠加故障信息后，通过所述第一高速dac数模转换器及所述第一运放调理模块进行电位计模拟故障信号的生成，通过所述第一开关选择电路选择输出的模拟故障信号。

20、在其中一个实施例中，所述霍尔信号发生模块包括：采用三条独立的霍尔信号发生支路，每条霍尔信号发生支路包括：第二高速dac数模转换器、第二运放调理模块及第二开关选择电路。

21、所述第二高速dac数模转换器的输入端与所述控制模块连接，所述第二高速dac数模转换器的输出端与所述第二运放调理模块的输入端连接，所述第二运放调理模块的输出端与所述第二开关选择电路的输入端连接、所述第二开关选择电路的输出端用于输出霍尔信号以及霍尔模拟故障信号；所述霍尔信号的模拟故障信号包括：霍尔信号电压故障、霍尔信号白噪声干扰故障、霍尔信号脉冲干扰故障、霍尔信号开路故障、霍尔信号短路故障、霍尔信号相序故障。

22、所述上位机通过rs422总线将配置的满足测试需求的霍尔信号的故障模式传输至所述控制模块，所述控制模块通过软件算法叠加故障信息后，通过所述第二高速dac数模转换器及所述第二运放调理模块进行霍尔信号的模拟故障信号的生成，通过所述第二开关选择电路选择输出的霍尔信号的模拟故障信号。

23、在其中一个实施例中，所述第二开关选择电路通过继电器选择输出的霍尔信号的模拟故障信号。

24、在其中一个实施例中，控制模块为mcu芯片。

25、在其中一个实施例中，对待测伺服控制驱动器进行正常测试时：

26、所述上位机运行上位机测试软件，通过rs422接口对所述伺服控制驱动器故障模拟设备进行参数配置，配置电位计波形电压幅值、霍尔信号波形电压幅值、霍尔信号角度、伺服电机时间参数、电阻值、电感值以及伺服电机的数学传递函数模型参数，并传输至所述控制模块，所述控制模块通过数学传递函数模型及相关配置参数，接收所述待测伺服控制驱动器的pwm信号机dir信号，生成电位计波形及霍尔波形，反馈给待测伺服控制驱动器，形成闭环控制。

27、在其中一个实施例中，对待测伺服控制驱动器进行边界测试时：

28、所述上位机运行上位机测试软件，上位机测试软件按测试需求配置，通过改变伺服电机时间参数、电阻值、电感值以及伺服电机的数学传递函数模型参数，并传输至所述控制模块，所述控制模块通过数学传递函数模型及相关配置参数，测试所述待测伺服控制驱动器的使用边界。

29、在其中一个实施例中，对待测伺服控制驱动器进行故障仿真测试时：

30、所述上位机运行上位机测试软件，上位机测试软件按测试需求配置，通过改变伺服电机电阻值、电感值以及电位计波形电压幅值、霍尔信号波形电压幅值、霍尔信号角度，并传输至所述控制模块，所述控制模块根据接收的配置参数控制所述负载切换矩阵模块和所述电位计信号发生模块模拟伺服电机故障，测试待测伺服控制驱动器在伺服电机故障时的安全设计裕量。

31、上述伺服控制驱动器测试系统，所述系统包括：伺服控制驱动器故障模拟设备和上位机；伺服控制驱动器故障模拟设备和上位机通过rs422总线远程连接，伺服控制驱动器故障模拟设备与待测伺服控制驱动器连接；上位机，用于运行上位机测试软件，通过rs422总线对伺服控制驱动器故障模拟设备进行参数配置；伺服控制驱动器故障模拟设备，用于根据上位机配置的参数模拟用于待测伺服控制驱动器进行正常测试的条件，并对待测伺服控制驱动器进行正常测试；还用于根据上位机配置的参数模拟用于伺服控制驱动器进行边界测试的条件，并进行边界测试；还用于根据上位机配置的参数模拟伺服电机故障，并进行伺服控制驱动器的故障仿真测试。该系统可以不依托于实物伺服电机对伺服控制驱动器进行测试、故障模拟测试及边界测试，提高测试效率，降低测试成本。