北京博科测试系统股份有限公司王永浩获国家专利权
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龙图腾网获悉北京博科测试系统股份有限公司申请的专利基于力矩前馈和多速度环参数的速度控制制动台架及电惯量模拟方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120721393B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510934703.X,技术领域涉及:G01M17/007;该发明授权基于力矩前馈和多速度环参数的速度控制制动台架及电惯量模拟方法是由王永浩;王国泉;闵琪;刘松松;刘国杰设计研发完成,并于2025-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于力矩前馈和多速度环参数的速度控制制动台架及电惯量模拟方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于力矩前馈和多速度环参数的速度控制制动台架及电惯量模拟方法,包括控制器、力矩传感器、编码器、驱动器和电机;编码器读取主轴的当前速度;力矩传感器得到制动盘的力矩数据;控制器对力矩数据进行处理,得到制动力矩;以及,根据制动力矩、需要模拟的转动惯量和当前挂载的总机械惯量,得到理论力矩前馈;以及,计算下一周期时需要的速度,并结合主轴的当前反馈速度,得到输出力矩;驱动器还用于根据控制器输出的输出力矩,驱动电机带动主轴和制动盘旋转。本发明基于带前馈的速度控制,程序实现简单,不必进行设备的固有内阻测量,通过速度环pid实时控制给定力矩,不会引入内阻补偿过程中积累的速度误差。
本发明授权基于力矩前馈和多速度环参数的速度控制制动台架及电惯量模拟方法在权利要求书中公布了:1.基于力矩前馈和多速度环参数的速度控制制动台架,其特征在于, 包括控制器、力矩传感器、编码器、驱动器和电机; 所述电机通过主轴连接有制动盘; 所述驱动器用于驱动所述电机带动主轴和制动盘旋转; 所述编码器用于读取所述主轴的当前速度; 所述力矩传感器用于得到所述制动盘的力矩数据Tsensor; 所述控制器用于对所述力矩数据进行处理,得到制动力矩Tb;以及,根据所述制动力矩Tb、需要模拟的转动惯量ISim和当前挂载的总机械惯量Imech,得到理论力矩前馈FForward;以及,计算下一控制周期需要的速度VSeti+1,并结合所述主轴的当前反馈速度Vfeedbacki,得到输出力矩F; 所述驱动器还用于根据所述控制器输出的所述输出力矩F,驱动所述电机; 所述控制器包括:低通滤波单元、减速度计算单元、力矩前馈计算单元、控制周期速度计算单元、PID优化单元和控制力矩计算单元; 所述低通滤波单元用于对所述力矩数据Tsensor进行一阶低通滤波处理,得到所述制动力矩Tb; 所述减速度计算单元用于根据所述制动力矩Tb和需要模拟的转动惯量ISim,计算得到理论角减速度α,其中,理论角减速度α=TbISim; 所述力矩前馈计算单元用于根据需要模拟的转动惯量ISim、理论角减速度α以及当前挂载的总机械惯量Imech,计算得到所述理论力矩前馈FForward,理论力矩前馈FForward=ISim-Imech·α; 所述控制周期速度计算单元用于根据主轴的当前设定速度VSeti和速度差ΔV,计算得到下一控制周期需要的速度VSeti+1,其中,速度差ΔV=T·α·9.5493,T为控制器的计算周期;下一控制周期需要的速度VSeti+1=VSeti-ΔV; 所述PID优化单元用于根据下一控制周期需要的速度VSeti+1,并结合当前挂载的总机械惯量,进行PID参数优化,再结合VSeti+1,得到优化后的控制输出FPID; 所述控制力矩计算单元用于根据所述理论力矩前馈FForward和优化后的控制输出FPID,计算得到所述输出力矩F,F=FForward+FPID;若当前反馈速度Vfeedbacki=预设的制动释放速度VRelease,则所述控制器的输出力矩F=0。
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