ICS 25.040.20 J50 备案号：57851-2017
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13070.2—2017
数控机床电气设备及系统 交流驱动单元性能试验规范第2部分：参数自整定
Electrical equipment and system of NC machine tools--Performance test specification of AC drive unit--Part 2: Parameter self-tuning function
2017-07-01实施
2017-01-09发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 中华人民共 和国
机械行业标准
数控机床电气设备及系统 交流驱动单元性能
试验规范第2部分：参数自整定
JB/T13070.2-2017
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机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
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210mm×297mm-1印张·27千字 2017年7月第1版第1次印刷
定价：18.00元
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书号：15111·14303 网址：http：//www.cmpbook.com 编辑部电话：（010）88379399 直销中心电话：（010）88379399
封面无防伪标均为盗版
版权专有 侵权必究 JB/T13070.2—2017
目 次
前言 1范围
规范性引用文件 3 术语和定义试验设备...
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4
4.1 一般要求. 4.2试验配置. 4.3主要性能指标.
5试验环境..
试验方法. 试验程序 7.1 负载惯量辨识 7.2 稳速误差 7.3 转速阶跃响应. 7.4 负载突变响应.. 7.5 频带宽度. 7.6 静态刚度 7.7 动态位置跟踪误差 8试验数据记录及处理 8.1参数自整定试验记录 8.2 试验记录格式附录A（资料性附录） 试验记录示例， A.1 惯量辩识 A.2 稳速误差. A.3 转速阶跃响应. A.4 负载突变响应 A.5 稳态刚度 A.6 动态位置跟踪误差
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图1 位置环控制框图图2 速度环控制框图.. 图3 转矩指令滤波部分图A.1 惯量盘
TT
表 1 自整定参数. 表A.1 被动方式惯量辩识结果表A.2 主动方式惯量辨识结果。 表A..稳速误差记录
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8 JB/T13070.2—2017
表A.4 空载条件下测试记录. 表A.5 额定负载条件下测试记录表A.6稳速状态突加突卸100%额定负载时测试记录表A..7突加突卸100%额定负载时静态刚度测试记录... 表A.8空载条件下动态跟踪误差记录表A.9 额定负载条件下动态跟踪误差记录
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.9
.10.
.10
I JB/T13070.2—2017
前言
JB/T13070《数控机床电气设备及系统 交流驱动单元性能试验规范》分为四个部分：
-第1部分：总则；第2部分：参数自整定；一第3部分：机械谐振自动抑制；一第4部分：电流环、速度环及位置环带宽。 本部分为JB/T13070的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231）归口。 本部分起草单位：哈尔滨工业大学、国家机床质量监督检验中心、西安微电机研究所。 本部分主要起草人：徐殿国、杨明、黄祖广、邢国春、李立毅、邹继斌、姜红、曹继伟、蒋峰、张
学成。
本部分为首次发布。
III JB/T13070.2—2017
数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范第2部分：参数自整定
1范围
JB/T13070的本部分规定了数控机床用交流驱动单元参数自整定试验的术语和定义、试验设备、试验环境、试验方法、试验程序、试验数据记录及处理。
本部分适用于数控机床用交流驱动单元参数自整定试验。其他类似用途的交流驱动单元参数自整定试验也可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JB/T13070.1--2017数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范第1部分：总则 JB/T13070.4一2017数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范第4部分：电流环、
速度环及位置环带宽
3术语和定义
JB/T13070.1一2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
负载惯量辨识loadinertiaidentification 驱动单元自动推断负载惯量的过程，可分为主动方式辨识和被动方式辨识。一般情况下，使伺服电
动机加减速运行，根据伺服电动机的电流（转矩）和电动机速度即可实时获取负载惯量。 3.2
参数自整定parameter self-tuning 驱动单元能够实施负载惯量辨识，并根据辨识结果自动设定最优的控制参数，一般包括速度环增
益、速度环积分时间常数、位置环增益和转矩指令滤波器时间常数等。 3.3
惯量适用范围load inertiarange 在不影响驱动装置稳定性和调速比的前提下驱动装置所能带的惯量负载的范围（一般以伺服电
动机转子惯量的倍数表示）。
4试验设备
4.1一般要求
按JB/T13070.1-2017中5.2的规定。
1 JB/T13070.22017
4.2 试验配置
试验配置如下：
惯量辨识测试平台：加载测试平台；数字示波器；频率特性分析仪。
4.3 3主要性能指标
主要性能指标如下：
惯量辨识测试平台：可提供多种与被测电动机本体惯量相匹配的惯量盘及其紧固件，惯量盘示例参见图A.1。 加载测试平台： ·负载转矩准确度不低于0.5级； ·负载转矩突变率不小于1N·m/ms; ·位置检测分辨率不低于10000脉冲/r； ·测速范围应覆盖被测系统的最高转速： ·负载惯量接近电动机本体惯量。 电气测量仪器、仪表精度不低于0.5%，转矩测量仪表精度不低于0.5%。 扫频范围为0.1Hz10kHz，振幅精度为土0.5dB，相位精度为土1°。
5试验环境
按JB/T13070.1—2017中5.3的规定。
6试验方法
参数自整定过程即对决定系统性能的关键控制参数进行调节整定的过程，其自整定参数（见表1）及驱动单元控制结构如图1所示。伺服驱动单元三环控制结构由外到内依次为：位置环、速度环和电流环。参数自整定通常是指对位置环、速度环（见图2）以及转矩指令滤波时间常数（见图3）等参数进行整定，而陷波滤波器时间常数的作用体现在谐振抑制功能中。
表1自整定参数
参数名称位置指令平滑滤波常数
控制环
位置环增益前馈增益
位置环
前馈滤波时间常数
速度环增益速度环积分时间参数转矩指令滤波时间常数陷波滤波器时间常数
速度环
电流环
2 JB/T13070.22017
前馈增益
前馈滤波器
U 位置指令
偏差计数器
位置环增益
速度控制部分 控制部分
电流
平滑
EN
图1 位置环控制框图
Vref
速度环增益
转矩指令滤波部分
电流控制部分
速度环积分时间常数
微分
ENC
图2 速度环控制框图
滤波后转矩指令
滤波前转
矩指令
转矩指令滤波器
陷波滤波器
一阶低通滤波器图3转矩指令滤波部分
陷波滤波器
根据驱动单元参数自整定操作流程，设定伺服控制模式、分别改变负载惯量后，启动参数自整定功能并获取最优参数，保持该最优参数不变，测试并记录各项测试结果。
7 试验程序
7.1 负载惯量辨识 7.1.1 主动方式辨识
试验程序如下： a）将被测电动机按要求安装在惯量辨识测试平台上； b）按照其规定运行模式，分别在电动机光轴、电动机带惯量盘（电动机转子本体惯量1倍、2倍、
5倍、10倍、15倍、20倍等）惯量负载下启动在线惯量辨识功能； c）观测并记录每次惯量辨识结果。
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