湯少敏　劉桂雄　林志宇　李小兵

摘要：工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的核心部件，對其性能和可靠性進(jìn)行有效、客觀檢測，有助于優(yōu)化伺服系統(tǒng)性能及應(yīng)用。該文首先介紹工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)組成和技術(shù)發(fā)展，總結(jié)工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)的測試內(nèi)容，從單參數(shù)/性能測試、多參數(shù)/性能測試、智能測試3種測試模式對伺服系統(tǒng)測試技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)分析，最后總結(jié)工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)智能測試發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;伺服系統(tǒng);測試技術(shù);智能化

中圖分類號：TP206.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-5124（2019）08-0001-07

0 引言

在國際制造業(yè)升級大背景下，各國出臺相應(yīng)戰(zhàn)略，如美國的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略、德國的“工業(yè)4.0"概念，以及我國的《中國制造2025》，推動工業(yè)革命的產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級[1]，綜合機(jī)械、電子、計算機(jī)、傳感器、人工智能、控制技術(shù)等學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)于一體的工業(yè)機(jī)器人，成為本次制造業(yè)革命核心之一[2]。工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)（industrial robot servo system，IRSS）是直接影響工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動速度、定位精度、承載能力、作業(yè)性能的核心部件[3]，對IRSS的性能

收稿日期：2019-05-30;收到修改稿日期：2019-07-02

基金項目：廣東省高端裝備制造計劃項目（201713090914003）

作者簡介：湯少敏（1987-），女，廣東珠海市人，博士研究生，專業(yè)方向?yàn)橹悄芑瘷z測與儀器研究。

通信作者：劉桂雄（1968-），男，廣東揭陽市人，教授，博導(dǎo)，主要從事智能化檢測與儀器研究。和可靠性進(jìn)行有效、客觀、科學(xué)檢測，將為IRSS的設(shè)計開發(fā)提供足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是目前高性能高可靠性工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)研發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。

1 IRSS組成與重要測試指標(biāo)

1.1 IRSS組成與技術(shù)發(fā)展

IRSS是用于完成工業(yè)機(jī)器人特定軌跡運(yùn)動的執(zhí)行單元，其主要任務(wù)是根據(jù)控制器的控制命令，對控制信號進(jìn)行處理，使驅(qū)動裝置輸出相應(yīng)的力矩、速度和位置，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人對外部變化負(fù)載的靈活控制。通?？梢杂伤欧?qū)動器、伺服驅(qū)動裝置和伺服反饋元件構(gòu)成。以圖1所示的四自由度的碼垛機(jī)器人為例[4]，機(jī)器人有4個伺服系統(tǒng)，分別位于腰部、前臂驅(qū)動臂、大臂和腕部，實(shí)現(xiàn)腰部繞底座的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、前臂的垂直方向運(yùn)動、大臂的水平方向運(yùn)動、末端執(zhí)行器的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖2為四自由度的碼垛機(jī)器人伺服系統(tǒng)一般工作原理示意框圖?？刂破鞲鶕?jù)上位機(jī)的運(yùn)動控制數(shù)據(jù)與命令，進(jìn)行軌跡規(guī)劃、插補(bǔ)計算，將運(yùn)算得到的位置命令輸入伺服驅(qū)動器;伺服驅(qū)動器根據(jù)控制器輸入的位置命令，與位于伺服電機(jī)上的編碼器產(chǎn)生的反饋信號進(jìn)行比較得到誤差信號，基于誤差信號進(jìn)行控制運(yùn)算生成控制信息，控制逆變器輸出的PWM脈沖寬度、脈沖周期達(dá)到變壓變頻目的，從而控制對應(yīng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和位置的輸出[5]。

1）伺服驅(qū)動器。具體實(shí)現(xiàn)IRSS的控制運(yùn)算功能。驅(qū)動器微處理器從以單一的DSP[6]為主，發(fā)展到DSP+FGPA[7]，ARM+FGPA[8]甚至ARM+DSP+FPGA[9]多種微處理器結(jié)合;驅(qū)動器控制策略從PID控制發(fā)展到的自整定控制[10]、自適應(yīng)控制[11]、滑模變結(jié)構(gòu)控制[12]、智能控制[13]，以及多種控制策略與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)合[14];驅(qū)動器PWM技術(shù)從正弦脈沖SPVVM技術(shù)發(fā)展到以生成圓形磁鏈為目標(biāo)的SVPVVM技術(shù)（擁有高于SPVVM技術(shù)10%以上電壓利用率O[15]）驅(qū)動器電力電子器件從半控式晶閘管，到半導(dǎo)體器件、復(fù)合型場控器件，再到具有更高集成度、可靠性的IPM智能功率模塊[16]。

2）伺服驅(qū)動裝置。具體負(fù)責(zé)接收伺服驅(qū)動器信息輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速。早期工業(yè)機(jī)器人伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要以步進(jìn)電機(jī)、電液馬達(dá)為主，逐漸被調(diào)速性能優(yōu)異的直流伺服電機(jī)取代[17]。到20世紀(jì)80年代，交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)飛躍發(fā)展，具有高可靠性的交流伺服電機(jī)成為主流。早期交流伺服電機(jī)是以PWM方波代替電刷換向的無刷直流電機(jī)[18]，隨著永磁材料技術(shù)發(fā)展，具有勵磁效率高、功率密度高的永磁同步電機(jī)廣泛應(yīng)用于IRSS[19]。交流伺服電機(jī)具有參數(shù)多且耦合性強(qiáng)等特點(diǎn)，需要設(shè)計專門控制技術(shù)，包括矢量控制[20]、直接轉(zhuǎn)矩控制[21]和模型預(yù)測控制[22]等。

3）伺服反饋元件。具體將測量伺服驅(qū)動裝置位置、速度信息等反饋給伺服驅(qū)動器，調(diào)整控制指令實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)與負(fù)載的隨動變化。IRSS反饋元件有旋轉(zhuǎn)變壓器[23]、光電編碼器[24]、磁編碼器[25]等位置傳感器。近年也出現(xiàn)利用電機(jī)繞組中的電信號，通過適當(dāng)方法估計轉(zhuǎn)子位置或轉(zhuǎn)速的無位置傳感技術(shù)[26]，有根據(jù)電機(jī)模型的估算方法、基于觀測器模型的閉環(huán)算法、基于電機(jī)理想特性的算法等，隨著人工智能發(fā)展，與智能算法結(jié)合使無位置傳感技術(shù)在控制精度和響應(yīng)速度上進(jìn)一步提升[27]。

1.2 IRSS測試內(nèi)容

IRSS作為核心驅(qū)動部件，具有專門技術(shù)要求及對應(yīng)技術(shù)參數(shù)，目前可以參考的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T16439-2009《交流伺服系統(tǒng)通用技術(shù)條件》、GB/T 30549-2014《永磁交流伺服電動機(jī)通用技術(shù)條件》、JB/T 13216-2017《工業(yè)機(jī)械數(shù)字控制系統(tǒng)用交流主軸》。對伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求包括環(huán)境適應(yīng)性好、可靠性高、安全性有保障、控制精度高、響應(yīng)速度快、運(yùn)行平穩(wěn)、力矩輸出足等，圖3列出IRSS主要測試內(nèi)容。

2 IRSS測試技術(shù)進(jìn)展

試驗(yàn)檢測技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)研究與產(chǎn)品研發(fā)中發(fā)揮愈發(fā)重要的作用，開展IRSS檢測具有重要價值與意義。目前對IRSS的測試研究相對滯后，有必要通過分析伺服系統(tǒng)測試技術(shù)進(jìn)展，借鑒目前伺服系統(tǒng)測試先進(jìn)技術(shù)水平，開展相關(guān)研究?？v觀伺服系統(tǒng)測試技術(shù)進(jìn)展，主要分成3種測試模式，即單參數(shù)/性能測試模式、多參數(shù)/性能測試模式、智能測試模式。

1）伺服系統(tǒng)單參數(shù)/性能測試模式

單參數(shù)/性能測試模式是指針對伺服系統(tǒng)某一特定參數(shù)/性能進(jìn)行測試，主要以各種單參數(shù)/性能測試裝置為代表，如轉(zhuǎn)矩測試儀、電感測試儀、磁特性測試裝置等。單參數(shù)/'A能測試模式因其測試內(nèi)容專一，使用靈活，測試干擾度小，測試精度較高，通常在需要測量某個參數(shù)、性能時使用。

近年來，單參數(shù)/性能測試技術(shù)研究主要集中在如下方面：①伺服系統(tǒng)單參數(shù)/性能精確測量。如文獻(xiàn)[28]（2014年）將同步采樣技術(shù)引進(jìn)伺服電機(jī)的溫升測試中，與現(xiàn)有電機(jī)溫升測量方法相比，該系統(tǒng)測試結(jié)果均方根誤差減小近90%;文獻(xiàn)[29]（2017年）設(shè)計一種伺服電機(jī)動態(tài)響應(yīng)檢測裝置，通過設(shè)置有多個定位孔慣量盤精確測量伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量;文獻(xiàn)[30]（2017年）提出一種有別于傳統(tǒng)方法的轉(zhuǎn)矩波動測量方法，與傳統(tǒng)僅使用扭矩傳感器方法比較，能夠有效地獲取伺服電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時輸出扭矩的諧波分量，更精確地獲得更寬頻范圍的轉(zhuǎn)矩波動尸衛(wèi)汁司服系統(tǒng)單參數(shù)戶性能簡便測量。如文獻(xiàn)[31]（2016年）使用步進(jìn)電機(jī)取代齒槽轉(zhuǎn)矩經(jīng)典測試方法中的原動機(jī)對待測伺服電機(jī)進(jìn)行牽引試驗(yàn)測試其齒槽轉(zhuǎn)矩，該方法能夠獲得與經(jīng)典方法一致的測試結(jié)果，且相對于經(jīng)典方法，更具有靈活性、可控性，以及能夠有效地避免測試的遲滯現(xiàn)象;文獻(xiàn)[32]（2017年）指出現(xiàn)有伺服電機(jī)鐵芯損耗模型具有模型復(fù)雜、測試量和計算量大、結(jié)果不精確問題，提出一種無需考慮永磁體磁化歷史的永磁材料瞬時功率損耗模型，計算簡單、結(jié)果精確，實(shí)驗(yàn)表明其最大相對模型誤差僅為3.47%;文獻(xiàn)[33]（2019年）提出一種基于電感與電流倒數(shù)關(guān)系的電感在線測量方法，僅依賴于伺服電機(jī)驅(qū)動控制的脈寬調(diào)制激發(fā)，無需像傳統(tǒng)電感測試要額外附加其他激發(fā)設(shè)備。

隨著技術(shù)發(fā)展和研究深入，伺服系統(tǒng)單參數(shù)/性能測試模式能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)/性能指標(biāo)高精度、簡便測量，但面對進(jìn)行多個參數(shù)/性能綜合評價時，會存在如下問題：要每個測試裝置依次測試，其測試效率較低，測試臺套多;對某些瞬間狀態(tài)多個參數(shù)決定的性能測試，會因各裝置觸發(fā)不同步而導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度低;測試數(shù)據(jù)分散，給數(shù)據(jù)處理帶來困難。

2）伺服系統(tǒng)多彩數(shù)/性能測試模式

多參數(shù)/性能測試模式基于自動測試集成技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，針對伺服系統(tǒng)某方面特性評價而進(jìn)行測試，其核心是采用微處理器控制多個測試儀器/測試裝置進(jìn)行相應(yīng)測試及測試結(jié)果集成處理。例如：文獻(xiàn)[34]（2011年）研制可實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的空載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)和負(fù)載試驗(yàn)及相應(yīng)工作特性分析的自動測試系統(tǒng);文獻(xiàn)[35]（2013年）設(shè)計用于評價交流伺服永磁同步電機(jī)機(jī)械特性測試系統(tǒng);文獻(xiàn)[36]（2017年）研制可實(shí)現(xiàn)電機(jī)出廠參數(shù)/性能如工頻耐壓性能、匝間沖擊性能、絕緣電阻、直流低電阻、空載電參數(shù)的測試和測量的綜合測試系統(tǒng)。

早期伺服系統(tǒng)多參數(shù)/性能測試模式主要由單片機(jī)微處理器控制的電機(jī)測試專用儀表實(shí)現(xiàn)，如文獻(xiàn)[37]（2012年）設(shè)計一種基于 DSP微處理器的電機(jī)電參數(shù)測量儀;文獻(xiàn)[38]（2012年）研制基于FPGA的等精度轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀，這些專用儀表雖能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)/性能指標(biāo)的測試、測量精度高、測試同步觸發(fā)、測試效率較高，但存在系統(tǒng)開發(fā)周期長、硬件設(shè)計和調(diào)試工作量大、缺少測試數(shù)據(jù)存儲和處理能力等問題。隨著計算機(jī)技術(shù)與測試計量技術(shù)的緊密結(jié)合，以PC機(jī)為核心的伺服系統(tǒng)自動測試系統(tǒng)使得伺服系統(tǒng)多參數(shù)/性能測試模式實(shí)現(xiàn)得更加簡便、靈活，如以PC機(jī)加虛擬儀器技術(shù)，使伺服系統(tǒng)測試系統(tǒng)設(shè)計與裝配簡單、調(diào)試效率高，功能靈活、強(qiáng)大;以計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的分布式、網(wǎng)絡(luò)化測試，使測試資源能夠整合并實(shí)現(xiàn)共享。文獻(xiàn)[39]（2010年）采用虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)整合了海寶鋼集團(tuán)7個伺服系統(tǒng)測試工作站;文獻(xiàn)[40]（2014年）采用基于以太網(wǎng)的分布式多總線技術(shù)整合8個不同功能的伺服系統(tǒng)測試臺;文獻(xiàn)[41]（2012年）利用LabVIEW提供的Web Server遠(yuǎn)程網(wǎng)頁發(fā)布工具，實(shí)現(xiàn)客戶端對伺服電機(jī)及驅(qū)動測試系統(tǒng)遠(yuǎn)程服務(wù)器端Ⅵ前面板的監(jiān)視和控制功能，使得測試系統(tǒng)擴(kuò)展更簡便。

伺服系統(tǒng)多參數(shù)/性能測試模式多是簡單地應(yīng)用計算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，集成層次、綜合深度還不高，導(dǎo)致多參數(shù)/性能測試僅能給出部分性能評價，測試過程調(diào)度優(yōu)化較少，伺服系統(tǒng)性能評價體系研究相對滯后，對龐大的測試數(shù)據(jù)還有待高效的處理與整合，伺服系統(tǒng)輸出的智能化水平有待提高。

3）智能測試模式

智能測試模式是基于伺服系統(tǒng)自動測試技術(shù)，借助人工智能方法，使得伺服系統(tǒng)測試效率更高，測試精度更高，測試結(jié)果更客觀可靠，已成為目前伺服系統(tǒng)測試研究熱點(diǎn)。

①應(yīng)用各種智能識別算法，使得伺服系統(tǒng)測試更簡便、效率更高。如文獻(xiàn)[42]（2015年）提出一種只需電機(jī)空載運(yùn)行即能得到翻新三相感應(yīng)電機(jī)負(fù)載效率的智能識別算法，省略傳統(tǒng)測試中對測功機(jī)硬件需求，實(shí)驗(yàn)表明其100%負(fù)載效率下最大誤差僅為-0.70%;文獻(xiàn)[43-44]（2017年）智能識別算法應(yīng)用于測試系統(tǒng)，只需要采集扭矩、轉(zhuǎn)矩、電壓、電流等常規(guī)信息，即能獲得永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，以及電阻、電感和磁鏈3個電參數(shù)。②智能控制方法應(yīng)用于伺服系統(tǒng)測試，使其測試負(fù)載輸出精度更高，測試結(jié)果更有意義。電動負(fù)載模擬器是伺服系統(tǒng)測試常用負(fù)載機(jī)構(gòu)，其控制性能決定其對待測伺服系統(tǒng)給定力矩的跟蹤性能以及加載精度。文獻(xiàn)[45]（2016年）研究一種應(yīng)用于電動負(fù)載模擬器的基于自適應(yīng)差分進(jìn)化算法變結(jié)構(gòu)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略，有效抑制電動負(fù)載模擬器的多余力矩，提高負(fù)載輸出精度;文獻(xiàn)[46]（2017年）采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器對電動負(fù)載模擬器的系統(tǒng)摩擦進(jìn)行補(bǔ)償，使得系統(tǒng)跟蹤誤差明顯減小，力矩輸出準(zhǔn)確度得到很大提高;文獻(xiàn)[47]（2017年）將模糊邏輯應(yīng)用于小腦模型關(guān)節(jié)控制器，并與PD控制器對電動負(fù)載模擬器實(shí)現(xiàn)并行控制，提高其負(fù)載輸出精度以及抗干擾性能。③應(yīng)用各種智能算法對測試系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、融合和分析，使獲得的伺服系統(tǒng)測瞬吉果更客觀可靠。文獻(xiàn)[48]（2011年）根據(jù)伺服系統(tǒng)的絕緣電阻、極化系數(shù)、泄漏電流、介電損耗角、局部放電等測試數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于模糊系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)絕緣質(zhì)量評判的專家系統(tǒng);文獻(xiàn)[49]（2015年）使用短時傅里葉變換、離散小波變換算法對伺服電機(jī)定子電流進(jìn)行分析，給出伺服系統(tǒng)定子、轉(zhuǎn)子故障評估結(jié)果以及相應(yīng)的嚴(yán)重程度值。

伺服系統(tǒng)智能測試模式處于快速發(fā)展階段，若將智能調(diào)度算法應(yīng)用于伺服系統(tǒng)的多參數(shù)/性能測試中，將助于提高測試效率以及降低測試功耗;若將智能算法應(yīng)用于可靠性數(shù)據(jù)的處理和分析中，將使伺服系統(tǒng)可靠性測試結(jié)果更加科學(xué)。

綜合上面進(jìn)展評述，伺服系統(tǒng)測試技術(shù)研究存在如下不足：1）測試對象多針對通用伺服系統(tǒng)，針對專用伺服系統(tǒng)的測試平臺研究較少，特別對工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試平臺研究幾乎沒有涉及;2）測試內(nèi)容多是針對伺服系統(tǒng)的某一特性或某幾個參數(shù)，遠(yuǎn)未達(dá)到對伺服系統(tǒng)綜合評價水平，且作為伺服系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)可靠性，一般沒有被考慮到測試平臺設(shè)計中;3）智能化應(yīng)用水平有待提高，隨著人工智能的不斷發(fā)展，很多前沿的人工智能研究成果有望在伺服系統(tǒng)測試平臺得到應(yīng)用。

3 IRSS智能測試發(fā)展趨勢

隨著近年來很多前沿的人工智能研究成果不斷涌現(xiàn)，在工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試中引入人工智能，實(shí)現(xiàn)其智能測試，是工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試發(fā)展的必然趨勢。具體體現(xiàn)在多測試任務(wù)調(diào)度方法應(yīng)用、數(shù)據(jù)驅(qū)動的機(jī)械部件可靠性評估技術(shù)應(yīng)用、高性能加載系統(tǒng)智能控制技術(shù)應(yīng)用等。

3.1 多測試任務(wù)調(diào)度方法應(yīng)用

對于工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試性能指標(biāo)多，傳統(tǒng)按每個性能指標(biāo)順序測試，即每次測試都進(jìn)行一次啟動、停機(jī)操作或裝機(jī)操作，測試耗時長，測試能耗增加，測試效率低。目前主流方法是通過分單元測試的方法，將具有相同測試條件性能指標(biāo)綜合成一個測試單元，一定程度上提高效率，但仍然需要啟動、停機(jī)操作或裝機(jī)操作。啟發(fā)于并行測試技術(shù)，將每個性能指標(biāo)作為測試任務(wù)，并根據(jù)相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)整理各性能指標(biāo)測試相關(guān)的測試條件資源、儀器資源。當(dāng)進(jìn)行測試的時候，在測試平臺一次裝機(jī)、啟停機(jī)，過程實(shí)現(xiàn)測試條件的自動切換，實(shí)現(xiàn)多個性能指標(biāo)測試，縮短測試時間，提高測試效率。文獻(xiàn)[50]（2015年）利用Dijkstra網(wǎng)絡(luò)路徑算法對復(fù)雜并行測試任務(wù)調(diào)度問題進(jìn)行簡化，減少傳統(tǒng)方法對調(diào)度求解的中間步驟，得到較優(yōu)測試路徑，大大提高測試效率;文獻(xiàn)[51]（2016年）對比證明，在動態(tài)多任務(wù)調(diào)度中，應(yīng)用人工智能方法能實(shí)現(xiàn)非線性建模，在復(fù)雜決策中具有實(shí)時性更高優(yōu)勢。并行測試技術(shù)與裝備智能化、自動化相關(guān)，會涉及智能調(diào)度算法，具有很大研究空間。

3.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的機(jī)械部件可靠性評估技術(shù)應(yīng)用

可靠性是工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)重要的測試指標(biāo)。目前常規(guī)的伺服系統(tǒng)測試多以性能測試為主，對可靠性指標(biāo)的考察較少。雖然有專門的伺服系統(tǒng)可靠性檢測平臺[52-53]，但這些平臺：1）僅能獲得可靠性測試的評估結(jié)果，而性能測試需要在其他平臺進(jìn)行，綜合評價效率較低;2）仍然采用較傳統(tǒng)可靠性評估分析方法，評估結(jié)果依賴于伺服系統(tǒng)先驗(yàn)知識（數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)），存在一定的局限性。受近年來比較熱門的基于復(fù)雜系統(tǒng)可靠性考慮的故障預(yù)測與健康管理（prognostics and health management，PHM）技術(shù)啟發(fā)，以工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試平臺中采集的測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可以通過各種數(shù)據(jù)分析處理方法挖掘其中隱含的可靠性信息，既將工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)性能指標(biāo)測試過程、可靠性結(jié)果獲得過程相結(jié)合，又將人工智能技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析、可靠性信息挖掘中，獲得較為客觀、真實(shí)、有依據(jù)的可靠性評估結(jié)果。

3.3 高性能加載系統(tǒng)智能控制技術(shù)應(yīng)用

使用交流伺服系統(tǒng)作為負(fù)載機(jī)構(gòu)，相比阻尼模擬器、磁粉制動器等負(fù)載機(jī)構(gòu)來說，具有轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制特性優(yōu)異、動態(tài)響應(yīng)快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于作為工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試的加載系統(tǒng)，而將交流伺服系統(tǒng)作為工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試的負(fù)載機(jī)構(gòu)，交流伺服系統(tǒng)需要在工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)拖動的過程中按要求給與工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)施加模擬力矩負(fù)荷，是一個典型被動式力矩伺服系統(tǒng)（passive torque servo system，PTSS）。對于PTSS來說，影響其加載精度的重要因素是“多余力矩”[54]。隨著人工智能技術(shù)發(fā)展，引入智能控制策略抑制“多余力矩”干擾成為一種趨勢。因此，將人工智能算法引入到負(fù)載機(jī)構(gòu)的控制策略，抑制其“多余力矩”，可以有效提高測試負(fù)載輸出精度以及跟蹤性能。

4 結(jié)束語

1）工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)是完成工業(yè)機(jī)器人特定軌跡運(yùn)動的執(zhí)行單元，是工業(yè)機(jī)器人的核心部件，對工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)的性能和可靠性進(jìn)行有效、客觀檢測，可以有效指導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)的設(shè)計和研發(fā)，提高其應(yīng)用性能。

2）目前應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試的專用平臺研究幾乎空白，而常規(guī)伺服系統(tǒng)檢測平臺應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試存在綜合測試和評價水平不足，未能滿足工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)測試內(nèi)容的全覆蓋，智能化水平較低。

3）必須設(shè)計專門應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)檢測的綜合測試平臺，在平臺設(shè)計中需要有針對性地解決測試指標(biāo)多帶來的測試效率低、伺服系統(tǒng)的可靠性評價問題、負(fù)載高輸出精度問題，將人工智能技術(shù)引入到測試平臺中將有助于以上問題解決，也是工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)智能測試的發(fā)展趨勢。

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（編輯：李剛）