CN114221595B - 伺服系统的辨识方法及装置、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种伺服系统的辨识方法及装置、计算机存储介质。该辨识方法包括：获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向；基于运动方向生成转矩指令，并基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动及减速运动；基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统待辨识量。通过这种方式，能够确保辨识过程中行程不超限，且确保辨识过程的稳定性。

Description

伺服系统的辨识方法及装置、计算机存储介质

技术领域

本申请涉及伺服系统识别技术领域，特别是涉及一种伺服系统的辨识方法及装置、计算机存储介质。

背景技术

伺服驱动系统的应用范围越来越广泛，转动惯量等是系统控制器设计的重要参数，不合适的转动惯量将导致系统发散，不能稳定运行，严重时损坏系统。

转动惯量辨识方法可以分为在线辨识和离线辨识。但在线辨识方法对系统计算能力有较高要求，同时辨识结果需要一定的时间收敛，收敛速度容易收到给定的初始值影响。而离线的辨识方法又可以分为基于速度指令的方法和基于转矩(即电流，转矩与电流为线性关系)指令的方法。其中，基于速度指令的离线辨识方法要求系统运行在速度闭环，而速度闭环控制器的设计依赖于转动惯量，不合适的转动惯量初值将使系统运行不稳定，导致辨识失败；基于转矩指令的方法只要求系统运行在转矩闭环，而转矩闭环的参数设计只依赖于电机本体参数，与负载无关，因此能稳定运行，但是当实际的转动惯量很小时，辨识过程中的位移将很大，这在行程受限的系统上将无法施行。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种伺服系统的辨识方法及装置、计算机存储介质，以确保辨识过程中行程不超限，且确保辨识过程的稳定性。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种伺服系统的辨识方法。该辨识方法包括：获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向；基于运动方向生成转矩指令，并基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动及减速运动；基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统的待辨识量。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种伺服系统的辨识装置。该伺服系统的辨识装置包括：转矩命令生成模块，用于获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向，且基于运动方向生成转矩指令；转矩控制模块，与转矩命令生成模块连接，用于基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动及减速运动；计算模块，与转矩控制模块连接，用于基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统的待辨识量。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种计算机存储介质。该计算机存储介质上存储有程序数据，程序数据能够被执行以实现上述任一项伺服系统的辨识方法。

本申请实施例的有益效果是：本申请伺服系统的辨识方法包括：获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向；基于运动方向生成转矩指令，并基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动及减速运动；基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统的待辨识量。本申请利用负载的当前位置确定伺服系统的运动方向，并利用该运动方向生成转矩指令，不仅能够动态确定伺服系统的运动方向，而且能够将转矩指令与伺服系统的运动距离进行关联，能够确保辨识过程中伺服系统的运动距离不会超过伺服系统的行程限制，即不会超限。同时，本申请是基于转矩指令实现的离线辨识，不依赖初始转动惯量的选择，能够确保辨识过程的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请伺服系统的辨识方法一实施例的流程示意图；

图2是图1实施例中步骤S11的一具体流程示意图；

图3是图1实施例中步骤S11的一具体流程示意图；

图4是图1实施例中步骤S12的一具体流程示意图；

图5是图1实施例中步骤S13的一具体流程示意图；

图6是本申请伺服系统辨识运动的速度与时间的关系示意图；

图7是本申请伺服系统的辨识方法一实施例的流程示意图；

图8是本申请伺服系统的辨识方法一实施例的流程示意图；

图9是本申请伺服系统的辨识装置一实施例的结构示意图；

图10是本申请电子设备一实施例的结构示意图；

图11是本申请计算机存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本申请首先提出一种伺服系统的辨识方法，如图1所示，图1是本申请伺服系统的辨识方法一实施例的流程示意图。本实施例伺服系统的辨识方法具体包括以下步骤：

步骤S11：获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向。

在执行步骤S11之前，还可以初始化伺服系统，主要依据实际应用设置为伺服系统的辨识过程配置以下参数：

允许到达的位置上限阈值P_max及允许到达的位置下限阈值P_min(上述位置阈值包括P_max及P_min)，允许的速度(转速)上限阈值ω_max，允许的转矩上限阈值T_max，允许的加速时长上限阈值t_accM，辨识过程的移动距离S_idt，初始辨识转矩T_idt，转矩指令生成、待辨识量辨识计算和记录周期T_s。

其中，待辨识量包括转动惯量、库伦摩擦力值及粘滞系数。

其中，为使伺服系统在每个位置都能启动辨识，辨识过程(伺服系统)的辨识过程的移动距离S_idt小于位置上限阈值P_max与位置下限阈值P_min之间差值的一半，即T_s可以小于或等于1毫秒。

本申请所述的速度可以统一为负载的速度或者统一为电机的转速。

可以通过位置检测机构等获取伺服系统的当前位置。伺服系统的当前位置可以是其负载的当前位置。

可选的，本实施例可以通过如图2所示的方法实现步骤S11。本实施例的方法包括步骤S21至步骤S23。

步骤S21：获取伺服系统的当前位置，并获取当前位置与位置阈值之间的第一差值及位置上限阈值与当前位置之间的第二差值。

分别计算当前位置P与位置下限阈值P_min之间的第一差值(P-P_min)及位置上限阈值P_max与当前位置P之间的第二差值(P_max-P)。

步骤S22：响应于第一差值小于或等于第二差值，确定伺服系统的运动方向为正向。

若P-P_min<P_max-P，则认为伺服系统距离位置下限阈值P_min较近，伺服系统需要正向运动，取本次辨识过程的运动方向为正向，以保证本次辨识过程中伺服系统不会超过限定行程。

步骤S23：响应于第一差值大于第二差值，确定伺服系统的运动方向为反向。

若P-P_min＞P_max-P，则认为伺服系统距离位置上限阈值P_max较近，伺服系统需要反向运动，取本次辨识过程的运动方向为反向，以保证本次辨识过程中伺服系统不会超过限定行程。

在第一差值等于第二差值时，可以根据实际情况，选择正向运动或者反向运动。

在另一实施例中，可以通过如图3所示的方法实现步骤S11。本实施例的方法包括步骤S31至步骤S33。

步骤S31：获取当前位置与辨识过程的移动距离之间的和。

辨识过程的移动距离S_idt是本次辨识过程中伺服系统的移动距离，是基于伺服系统的预设值。

步骤S32：响应于和小于或者等于位置上限阈值，确定伺服系统的运动方向为正向。

例如，在完成上次正向运动辨识后，只要当前位置P加辨识过程的移动距离S_idt小于位置上限阈值P_max，可以将本次辨识的运动方向继续设置为正向。

步骤S33：响应于和大于位置上限阈值，确定伺服系统的运动方向为反向。

例如，在完成上次正向运动辨识后，当前位置P加辨识过程的移动距离S_idt大于位置上限阈值P_max，可以将本次辨识的运动方向设置为反向。

在当前位置P加辨识过程的移动距离S_idt等于位置上限阈值P_max时，可以根据实际情况，选择正向运动或者反向运动。

步骤S12：基于运动方向生成转矩指令，并利用转矩指令控制伺服系统基于转矩指令沿运动方向进行加速运动及减速运动。

在每次辨识运动过程中，需要先进行加速运动，再进行减速运动。

若运动方向为正向，则将转矩指令设为+T_idt，使得伺服系统能够沿正向加速运动；若运动方向为反向，则将转矩命令设为-T_idt，使得伺服系统能够沿反向加速运动。

可以理解的是，在减速运动中，若加速运动的运动方向为正向，可以将转矩命令设为-T_idt，使得伺服系统能够沿正向减速运动；若加速运动的运动方向为反向，可以将转矩命令设为+T_idt，使得伺服系统能够沿反向减速运动。

可选地，本实施例可以通过如图4所示的方法实现步骤S12。本实施例的方法包括步骤S41至步骤S47。

步骤S41：利用转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动。

在进入加速运动时，将累积加速时间t_acc置零。

步骤S42：获取加速运动过程的伺服系统的移动距离。

记录加速运动过程的伺服系统的移动距离S及第一转矩T_m。

步骤S43：响应于移动距离大于或等于辨识过程的移动距离的一半，确定加速运动完成。

若伺服系统的移动距离S大于或等于辨识过程的移动距离S_idt的一半，即可以确定加速运动完成，则本次辨识过程的加速运动完成。进入减速运动。

可选地，本实施例的方法可以进一步包括步骤S44至步骤S47。

步骤S44：响应于移动距离小于辨识过程中的移动距离的一半，获取加速运动过程的第一速度。

若伺服系统的移动距离S小于辨识过程的移动距离S_idt的一半，记录加速运动过程的第一速度ω。

步骤S45：响应于第一速度的绝对值大于或等于速度上限阈值，确定加速运动完成。

若伺服系统的移动距离S小于辨识过程的移动距离S_idt的一半，且当前速度(第一速度)绝对值大于或等于最大速度(速度上限阈值)，即abs(ω)≥ω_max，可以确定加速运动完成。

步骤S46：响应于第一速度的绝对值小于速度上限阈值，获取加速运动过程的累积加速时长。

若当前速度的绝对值大于或等于最大速度，则记录加速运动过程的累积加速时长t_acc。

步骤S47：响应于累积加速时长大于或等于加速时长阈值，确定加速运动完成。

若伺服系统的移动距离S小于辨识过程的移动距离S_idt的一半，当前速度绝对值小于最大速度，且累积加速时长(本次加速运动的时长)大于等于加速时长上限阈值t_accM，即t_acc≥t_accM，可以确定加速运动完成。否则，将累积加速时长自增t_acc＝t_acc+T_s，然后再次执行步骤S42及步骤S47。

通过步骤S42及步骤S47确定本次辨识过程中伺服系统的加速运动是否完成。

在其它实施例中，可以先判断移动距离是否大于辨识过程的移动距离；若否，则继续判断第一速度的绝对值是否大于速度上限阈值；若否，则继续判断累积加速时长是否大于加速时长阈值；若累积加速时长大于加速时长阈值，则确定加速运动完成。

步骤S48：在加速运动完成后，将转矩指令取反，并利用取反后的转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行减速运动。

由上述分析可知，在每次辨识运动过程中，需要先进行加速运动，再进行减速运动。在加速运动完成后，通过取反转矩指令，就能控制伺服系统沿运动方向进行减速运动；例如，若加速运动的运动方向为正向(+T_idt)，可以将转矩命令设为-T_idt，以控制伺服系统沿正向减速运动；若加速运动的运动方向为反向(-T_idt)，可以将转矩命令设为+T_idt，以控制伺服系统沿反向减速运动。

步骤S49：获取减速运动过程的第二速度。

记录减速运行过程中的第二速度ω及第二转矩T_m。

步骤S410：响应于运动方向为正向，且第二速度小于零，确定减速运动完成。

步骤S411：响应于运动方向为负方向，且第二速度大于零，确定减速运动完成。

运动方向为正，当前速度是否小于零，或者运行方向为负，当前速度是否大于零，确定减速运动完成。若减速运动完成，将转矩指令置零，并进行辨识计算；若减速运动未完成，再次执行步骤S49至步骤S411。

通过步骤S49至步骤S411确定本次辨识过程中伺服系统的减速运动是否完成。

步骤S13：基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统的待辨识量。

区别于现有技术，本实施例利用负载的当前位置确定伺服系统的运动方向，并利用该运动方向生成转矩指令，不仅能够动态确定伺服系统的运动方向，而且能够将转矩指令与伺服系统的运动距离进行关联，能够确保辨识过程中伺服系统的运动距离不会超过伺服系统的行程限制，即不会超限。同时，本实施例是基于转矩指令实现的离线辨识，不依赖初始转动惯量的选择，能够确保辨识过程的稳定性。

惯量辨识的理论基础为以下方程：

其中：T_m为伺服系统的电机电磁转矩，T_M＝K_tI；K_t为转矩常数，对于直流伺服电机，I为电枢电流，对于交流伺服电机I为三相电流经Clark/Park变换后的I_q电流，可实际测得；T_L为负载转矩，离线辨识时，使该值为0；T_f为负载转矩，通常T_f＝T_c sign(ω)，其中T_c为库伦摩擦力值，是待辨识常量；B为粘滞系数，是待辨识常量；J为转动惯量，是待辨识常量；ω为电机或者负载速度，可实际测得。

如果在某个时间段t₀-t₁内，库伦摩擦力和负载转矩维持不变，将上式(1)在该时间段内积分，得到：

对于以T_s为计算周期的离散数字控制系统，取上式(2)可写为：

可选地，本实施例可以通过如图5所示的方法实现步骤S13。本实施例的方法包括步骤S51至步骤S54。

步骤S51：至少获取加速运动完成时的第一时间节点、减速运动中速度减半时的第二时间节点及减速运动完成时的第三时间节点。

步骤S52：分别获取第一时间节点、第二时间节点对应的第一速度及第一转矩，及获取第三时间节点对应的第二速度及第二转矩。

步骤S53：利用第一时间节点及其对应的第一速度和第一转矩、第二时间节点及其对应的第一速度和第一转矩、第三时间节点及其对应的第二速度和第二转矩构建多个辨识方程。

步骤S54：求解辨识方程，得到待辨识量。

辨识方程为上式(2)或(3)。

一并对步骤S51至步骤S54进行介绍：

如图6所示，辨识过程中负载转矩为0，运动方向为正；记录正向运动过程中加速运动结束时刻t₁及该时刻的第一转矩和第一速度、减速到ω_p一半的时刻t₂及该时刻的第一转矩和第一速度、辨识运动结束的时刻(即减速完成时刻)t₃及该时刻的第二转矩和第二速度。依照上式(2)或(3)，分别以0～t₁、t₁～t₂、t₂～t₃时间段构建3个方程，即可求解转动惯量J、库伦摩擦力值Tc和粘滞系数B。

在其它实施例中，辨识计算可以选择不同的时间段，也可以选择多个时间段进行拟合。辨识计算的执行也可以在转矩和速度采集过程中执行。

在实际操作时，也可在正向运动和反向运动过程中取多个时间段，建立多个方程，以最小二乘法等其他方法拟合出待辨识量，提高辨识精度。

上述是以正向运动为例描述待辨识量计算方法，反向运动时计算过程类似。

通过本实施例的方案，能够保证伺服系统的实际辨识移动距离S_move小于S_idt，即S_move＜S_idt。证明如下：

S_move由加速段S_acc和减速段S_dec组成。由于计算周期足够小，使得因此只需要证明S_dec≤S_acc，命题就得证。

如果正向运动得到证明，则反向运动同理可证。此处以正向运动来进行证明。

在加速阶段，伺服系统转速满足以下方程：

且ω(0)＝0,ω(t_acc)＝ω_p。

取则转速方程可写为：

解上述微分方程可以得到：

可得：

另外可以证明ω(t)是一个关于t的凸函数，因此当t∈[0,t_acc]时，有：

对上式在加速段进行积分，有：

在减速阶段，取时间原点为减速阶段开始，则系统转速满足以下方程：

且ω(0)＝ω_p,ω(t_dec)＝0。

取则转速方程可写为：

解上述微分方程可以得到：

可得：

另外可以证明ω(t)是一个关于t的凹函数，因此当t∈[0,t_dcc]时，有：

对上式在减速段进行积分，有：

结合α和β的定义，以及式(7)和(13)可得t_acc≥t_dec，再结合式(9)和(15)，可得S_dec≤S_acc。命题得证。

本申请提出另一实施例的伺服系统的辨识方法，如图7所示，图7是本申请伺服系统的辨识方法一实施例的流程示意图。本实施例伺服系统的辨识方法具体包括以下步骤：

步骤S71：获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向。

步骤S71与上述步骤S11类似，这里不赘述。

步骤S72：基于运动方向生成转矩指令，并基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动。

步骤S72与上述步骤S12类似，这里不赘述。

步骤S73：基于加速运动过程中的第一速度、第一转矩或移动距离确定本次辨识是否有效。若有效，则执行步骤S74，若无效，则执行步骤S75后执行步骤S71，即执行步骤S75后再次进行辨识。

可选地，本实施例可以响应于第一速度的最大值大于第一速度阈值，或者小于第二速度阈值，确定本次辨识无效。

第一速度阈值大于第二速度阈值；第一速度的最大值为加速运动的最大速度，若该最大速度过小或者过大，则确定本次辨识无效。

在另一实施例中，响应于移动距离大于第一距离阈值，或者小于第二距离阈值，确定本次辨识无效。

若加速运动的移动距离过小，可以确定本次辨识无效。

在另一实施例中，响应于加速运动过程的第一转矩小于转矩阈值，确定本次辨识无效。

当加速运动的第一转矩过小，以致不足以克服摩擦时，经过最大的加速时时长后，电机速度将仍然很小，可直接确定本次辨识无效，并增大辨识转矩，重新辨识。

步骤S74：基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统的待辨识量。

步骤S74与上述步骤S13类似，这里不赘述。

步骤S75：调整初始辨识转矩。

由上述分析可知，转矩命令由方向参数(正、负)及初始辨识转矩T_idt组成，因此调整初始辨识转矩T_idt，可以调整转矩命令控制伺服系统进行不同转矩的运动。

调整初始辨识转矩后，可以再次对伺服系统的待辨识量进行辨识。

在一应用场景中，如图8所示，首先，为伺服系统设置参数：最大位置(位置上限阈值)、最小位置(位置下限阈值)、最大速度(速度上限阈值)、最大转矩(转矩上限阈值)、最大加速时间(加速时长上限阈值)、辨识移动距离(辨识过程的移动距离)及初始辨识矩阵；接着，获取当前位置，并与最大位置及最小位置进行比较，若当前位置与最小位置较近，则设置辨识移动方向(运动方向)为正(正向)，且设置转矩命令为正辨识矩阵；若当前位置与最小位置较远，则设置辨识移动方向为负(反向)，且设置转矩命令为负辨识矩阵；接着，将加速时间(累积加速时长)置零，电极加速运行；接着，记录加速运动的转速及转矩；接着，若当前移动距离大于等于一半的辨识移动距离，或者当前转读的绝对值大于等于最大速度，或者加速时间大于等于最大加速时间时，将转矩指令取反，电机减速运行；否则加速时间自增，再次记录转速及转矩，及执行后续步骤；记录减速运动的转速及转矩；然后，在移动方向为正，且当前转速大于等于零时，或者在移动方向为负，且当前转速小于等于零时，将转矩命令置零；否则，再次记录减速运动的转速及转矩，及执行后续步骤；然后判断是够接收辨识结果，若是，则依据记录的转矩及转速辨识转动惯量、库伦摩擦力值及粘滞系数；若不接收辨识结果，则调整初始辨识矩阵，并重新进行辨识。

本申请进一步提出一种伺服系统的辨识装置，如图9所示，图9是本申请伺服系统的辨识装置的一实施例的结构示意图。本实施例的辨识装置(图未标)包括：转矩命令生成模块810、转矩控制模块820及计算模块830；其中，转矩命令生成模块810用于获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向，且基于运动方向生成转矩指令；转矩控制模块820与转矩命令生成模块810连接，用于基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动及减速运动；计算模块830与转矩控制模块820连接，用于基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统待辨识量。

本实施例的辨识装置还用于实现上述辨识方法。

其中，转矩控制模块820依据速度和位置生成转矩指令，经过转矩控制模块820(电极转矩控制回路)后输出转矩，并克服摩擦转矩带动电机和负载模块840工作(电机和负载转动)；计算模块830(转动惯量辨识器)依据转矩和速度进行转动惯量等辨识，辨识结果将被存储显示模块850存储和显示。

本申请进一步提出一种电子设备，如图10所示，图10是本申请电子设备一实施例的结构示意图。本实施例电子设备本实施例的电子设备80包括处理器81、存储器82、输入输出设备83以及总线84。

该处理器81、存储器82、输入输出设备83分别与总线84相连，该存储器82中存储有程序数据，处理器81用于执行程序数据以实现上述实施例的伺服系统的辨识方法。

在本实施例中，处理器81还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器81可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器81还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器81也可以是任何常规的处理器等。

本申请进一步提出一种计算机可读存储介质，如图11所示，本实施例计算机可读存储介质160用于存储上述实施例的程序数据161，程序数据161能够被执行以实现上述伺服系统的辨识方法。程序数据161已在上述方法实施例中进行了详细的叙述，这里不赘述。

本实施例计算机可读存储介质160可以是但不局限于U盘、SD卡、PD光驱、移动硬盘、大容量软驱、闪存、多媒体记忆卡、服务器等。

区别于现有技术，本申请伺服系统的辨识方法包括：获取伺服系统的当前位置，并基于当前位置及位置阈值确定伺服系统的运动方向；基于运动方向生成转矩指令，并基于转矩指令控制伺服系统沿运动方向进行加速运动及减速运动；基于加速运动过程中的第一速度及第一转矩、减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算伺服系统的待辨识量。本申请利用负载的当前位置确定伺服系统的运动方向，并利用该运动方向生成转矩指令，不仅能够动态确定伺服系统的运动方向，而且能够将转矩指令与伺服系统的运动距离进行关联，能够确保辨识过程中伺服系统的运动距离不会超过伺服系统的行程限制，即不会超限。同时，本申请是基于转矩指令实现的离线辨识，不依赖初始转动惯量的选择，能够确保辨识过程的稳定性。

另外，上述功能如果以软件功能的形式实现并作为独立产品销售或使用时，可存储在一个移动终端可读取存储介质中，即，本申请还提供一种存储有程序数据的存储装置，所述程序数据能够被执行以实现上述实施例的方法，该存储装置可以为如U盘、光盘、服务器等。也就是说，本申请可以以软件产品的形式体现出来，其包括若干指令用以使得一台智能终端执行各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的机构、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(可以是个人计算机，服务器，网络设备或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效机构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种伺服系统的辨识方法，其特征在于，包括：

获取伺服系统的当前位置，并基于所述当前位置及位置阈值确定所述伺服系统的运动方向；

基于所述运动方向生成转矩指令，并基于所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动及减速运动；

基于所述加速运动过程中的第一速度及第一转矩、所述减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算所述伺服系统的待辨识量；

其中，所述基于所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动及减速运动，包括：

利用所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动；

在所述加速运动完成后，将所述转矩指令取反，并利用取反后的所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行减速运动；

其中，所述基于所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动及减速运动，进一步包括：

获取所述加速运动过程中所述伺服系统的移动距离；

响应于所述移动距离大于或等于辨识过程的移动距离的一半，确定所述加速运动完成；

其中，所述基于所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动及减速运动，进一步包括：

响应于所述移动距离小于辨识过程中的移动距离的一半，获取所述加速运动过程的第一速度；

响应于所述第一速度的绝对值大于或等于速度上限阈值，确定所述加速运动完成；

响应于所述第一速度的绝对值小于所述速度上限阈值，获取所述加速运动过程的累积加速时长；

响应于所述累积加速时长大于或等于加速时长阈值，确定所述加速运动完成；

其中，所述待辨识量包括转动惯量、库伦摩擦力值及粘滞系数中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述位置阈值包括位置上限阈值及位置下限阈值，所述基于所述当前位置及位置阈值确定所述伺服系统的运动方向，包括：

获取所述当前位置与所述位置下限阈值之间的第一差值，及获取所述位置上限阈值与所述当前位置之间的第二差值；

响应于所述第一差值小于或等于所述第二差值，确定所述伺服系统的运动方向为正向；

响应于所述第一差值大于所述第二差值，确定所述伺服系统的运动方向为反向。

3.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述基于所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动及减速运动，进一步包括：

获取所述减速运动过程的第二速度；

响应于所述运动方向为正向，且所述第二速度小于零，确定所述减速运动完成；或者

响应于所述运动方向为负方向，且所述第二速度大于零，确定所述减速运动完成。

4.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，进一步包括：

基于所述加速运动过程中的第一速度、第一转矩或移动距离确定本次辨识是否有效；

响应于所述本次辨识有效，则执行所述基于所述加速运动过程中的第一速度及第一转矩、所述减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算所述伺服系统待辨识量的步骤；

响应于所述本次辨识无效，则调整初始辨识转矩。

5.根据权利要求4所述的辨识方法，其特征在于，所述基于所述加速运动过程中的第一速度、第一转矩或移动距离确定本次辨识是否有效，包括：

响应于所述第一速度的最大值大于第一速度阈值，或者小于第二速度阈值，确定本次辨识无效；或者

响应于所述移动距离大于第一距离阈值，或者小于第二距离阈值，确定本次辨识无效；或者

响应于所述加速运动过程的第一转矩小于转矩阈值，确定本次辨识无效。

6.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述基于所述加速运动过程中的第一速度及第一转矩、所述减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算所述伺服系统的待辨识量，包括：

至少获取所述加速运动完成时的第一时间节点、所述减速运动中速度减半时的第二时间节点及所述减速运动完成时的第三时间节点；

分别获取所述第一时间节点对应的速度及转矩、所述第二时间节点对应的速度及转矩，及获取所述第三时间节点对应的速度及转矩；

利用所述第一时间节点及其对应的速度和转矩、所述第二时间节点及其对应的速度和转矩、所述第三时间节点及其对应的速度和转矩构建多个辨识方程；

求解所述辨识方程，得到所述伺服系统的待辨识量。

7.根据权利要求2所述的辨识方法，其特征在于，辨识过程的移动距离小于所述位置上限阈值与所述位置下限阈值之间差值的一半。

8.一种伺服系统的辨识装置，其特征在于，包括：

转矩命令生成模块，用于获取伺服系统的当前位置，并基于所述当前位置及位置阈值确定所述伺服系统的运动方向，且基于所述运动方向生成转矩指令；

转矩控制模块，与所述转矩命令生成模块连接，用于基于所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动及减速运动；

计算模块，与所述转矩控制模块连接，用于基于所述加速运动过程中的第一速度及第一转矩、所述减速运动过程中的第二速度及第二转矩计算所述伺服系统的待辨识量；

其中，所述转矩控制模块利用所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行加速运动；在所述加速运动完成后，将所述转矩指令取反，并利用取反后的所述转矩指令控制所述伺服系统沿所述运动方向进行减速运动；获取所述加速运动过程中所述伺服系统的移动距离；响应于所述移动距离大于或等于辨识过程的移动距离的一半，确定所述加速运动完成；响应于所述移动距离小于辨识过程中的移动距离的一半，获取所述加速运动过程的第一速度；响应于所述第一速度的绝对值大于或等于速度上限阈值，确定所述加速运动完成；响应于所述第一速度的绝对值小于所述速度上限阈值，获取所述加速运动过程的累积加速时长；响应于所述累积加速时长大于或等于加速时长阈值，确定所述加速运动完成；

其中，所述待辨识量包括转动惯量、库伦摩擦力值及粘滞系数中的至少一者。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有程序数据，所述程序数据能够被执行以实现权利要求1-7任一项所述的伺服系统的辨识方法。