蒙 臻，倪 敬，周 晶，呂俊杰

（1.杭州電子科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.杭州電子科技大學(xué)，浙江省船港機(jī)械裝備技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310018）

隨著國(guó)家“2025 計(jì)劃”深度推進(jìn)和大量中小企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍和需求量在逐年遞增[1-3]。因此，社會(huì)對(duì)于能夠運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)性能進(jìn)行應(yīng)用、檢測(cè)及診斷的技術(shù)人才的需求量也在逐年增大。我國(guó)本科生工程教育的課程設(shè)置及培養(yǎng)體系，也逐漸將解決工業(yè)機(jī)器人工程問(wèn)題能力視為核心培養(yǎng)目標(biāo)[4-6]。

而伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)核心，其服役性能及影響因素關(guān)系著機(jī)器人在相關(guān)作業(yè)環(huán)境中的可靠性，是該領(lǐng)域的核心復(fù)雜問(wèn)題。而解決上述問(wèn)題需要有機(jī)結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)學(xué)、電氣控制理論、電工電子電路等多學(xué)科理論和創(chuàng)新實(shí)踐能力[7-8]。但是目前我國(guó)高校與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程相對(duì)比較匱乏，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相對(duì)不夠系統(tǒng)，這對(duì)新形勢(shì)下的本科生工程教育提出了新的挑戰(zhàn)[9-13]。

本文為了迎合與機(jī)器人相關(guān)的本科教學(xué)與工程教育的迫切需求，基于國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目相關(guān)研究成果，通過(guò)設(shè)計(jì)多應(yīng)力條件下工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)服役性能實(shí)驗(yàn)，將跨專(zhuān)業(yè)學(xué)科理論知識(shí)與工程實(shí)踐能力相結(jié)合，以便理工類(lèi)大學(xué)生深入理解機(jī)器人專(zhuān)業(yè)課程，并進(jìn)一步提高其創(chuàng)新思維能力。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)的服役性能主要是指快速的響應(yīng)性、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)性和精確的定位性，以驅(qū)使工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行末端精確地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)路徑，完成指定的任務(wù)，如圖1 所示。而在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，影響上述服役性能的因素，主要有工作應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力兩大方面。

1）工作應(yīng)力的影響。

受規(guī)劃路徑及工作節(jié)拍所限，工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處的伺服電機(jī)往往要急起急停；若運(yùn)動(dòng)路徑不夠平滑，會(huì)導(dǎo)致伺服電機(jī)內(nèi)部元件嚴(yán)重磨損，從而導(dǎo)致伺服驅(qū)動(dòng)性能失效。

此外，對(duì)于搬運(yùn)類(lèi)的工業(yè)機(jī)器人，其外部負(fù)載通常會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，折算到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上時(shí)，則是負(fù)載扭矩和負(fù)載慣量會(huì)瞬時(shí)變化。而當(dāng)外部負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)受自身“電流—速度—位移”三環(huán)調(diào)節(jié)特性的影響，會(huì)快速響應(yīng)至新的平衡點(diǎn)，從而導(dǎo)致繞組電流瞬時(shí)劇烈變化，一定程度上影響了伺服電機(jī)的跟隨性能，也降低了伺服電機(jī)的控制精度。

2）環(huán)境應(yīng)力的影響。

當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)，伺服電機(jī)繞組銅耗會(huì)增大，輸出效率相對(duì)會(huì)降低；而當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，雖然繞組電阻率減小，使繞組功耗相對(duì)降低，但電機(jī)內(nèi)軸承的潤(rùn)滑脂等會(huì)變得黏稠，反而一定程度上增大了負(fù)載力矩。

此外，在工業(yè)機(jī)器人運(yùn)輸或使用過(guò)程中，環(huán)境振動(dòng)對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部元件來(lái)說(shuō)，實(shí)際上是在施加循環(huán)負(fù)載。這改變了軸承等滾動(dòng)和滑動(dòng)副的接觸狀態(tài)，加劇了接觸界面的摩擦磨損，使?jié)櫥А?/p>

然而在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際使用過(guò)程中，往往是上述多種因素的耦合作用，改變了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。為了使相關(guān)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生有效認(rèn)知單一因素對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能的影響特征，本文將工作應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力分隔成相對(duì)獨(dú)立的2 個(gè)實(shí)驗(yàn)部分，設(shè)計(jì)了工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)服役性能的綜合性實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器

伺服驅(qū)動(dòng)服役性能測(cè)試平臺(tái)如圖2 所示，主要由被測(cè)對(duì)象部分、模擬負(fù)載部分和數(shù)據(jù)采集部分組成。

圖2 伺服驅(qū)動(dòng)服役性能測(cè)試機(jī)構(gòu)圖

1）被測(cè)對(duì)象部分。

為工業(yè)機(jī)器人上專(zhuān)用的關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)，在本文中以Delta ASD-A2-0721-E 伺服驅(qū)動(dòng)器和EMCA-C10807RS伺服電機(jī)為被測(cè)對(duì)象。伺服驅(qū)動(dòng)器其性能指標(biāo)為額定功率0.75 kW、單相/三相220 V AC、解析數(shù)128 000 PPR，采用脈沖+符號(hào)，A/B 相等位置控制方式；EMCAC10807RS 伺服電機(jī)額定功率為0.75 kW，額定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，最高轉(zhuǎn)速為 5 000 r/min，額定扭矩為2.39 N·m，最大扭矩為7.16 N·m，額定電流為5.1 A，轉(zhuǎn)子慣量為1.13×10-4kg·m2，使用溫度0～40 ℃，使用濕度20%～90% RH。

2）模擬負(fù)載部分。

采用了法蘭盤(pán)加質(zhì)量塊的方案，根據(jù)質(zhì)量塊配置數(shù)量和配置模式的區(qū)別，可以有效模擬伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作負(fù)載力矩和負(fù)載慣量特性。如圖2 所示，負(fù)載扭矩TL可表示為

式（1）中，TL為折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩（N·m），a1，a2，…，a6分別為各安裝位置的質(zhì)量塊個(gè)數(shù)，m為單個(gè)質(zhì)量塊的質(zhì)量（kg），L 為質(zhì)量塊質(zhì)心到法蘭盤(pán)中心的距離（m）。

負(fù)載慣量JL可表示為

式（2）中，JL為質(zhì)量塊繞伺服電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（k g·m2），d 為質(zhì)量塊的邊長(zhǎng)（m）。

另外，為了有效施加環(huán)境應(yīng)力，實(shí)驗(yàn)時(shí)將整個(gè)測(cè)試平臺(tái)都固定在三綜合試驗(yàn)箱內(nèi)的固定平臺(tái)上，分別施加溫度變量和振動(dòng)變量。其中，試驗(yàn)箱主要通過(guò)PID控制反饋，保證試驗(yàn)箱溫度為設(shè)定的環(huán)境溫度；通過(guò)固定平臺(tái)下方的脈沖電磁鐵，使測(cè)試對(duì)象在垂直方向上振動(dòng)，保證振動(dòng)的頻率和振幅為設(shè)定的環(huán)境振動(dòng)參數(shù)。

3）數(shù)據(jù)采集部分。

采用HCNJ-101 扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器和數(shù)據(jù)采集儀，讀取負(fù)載端實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩；采用串行通信電纜和ASDA_SOFT_V5.4.0.0 軟件實(shí)時(shí)讀取伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部數(shù)據(jù)。

測(cè)試平臺(tái)各元器件的主要性能參數(shù)如表1 所示。

表1 主要元器件參數(shù)表

1.3 實(shí)驗(yàn)安排

在科研項(xiàng)目研究過(guò)程中，研究人員需要層層遞進(jìn)、有邏輯性地攻關(guān)難題。本實(shí)驗(yàn)也需要循序漸進(jìn)地增強(qiáng)和提高學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能的理解和實(shí)踐能力。這既有利于學(xué)生掌握相對(duì)獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)，也有利于學(xué)生對(duì)各專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用。因此，本實(shí)驗(yàn)分為3 個(gè)層次，分別對(duì)應(yīng)不同學(xué)習(xí)階段的機(jī)械專(zhuān)業(yè)本科生。

1）認(rèn)知導(dǎo)引型實(shí)驗(yàn)。

本階段實(shí)驗(yàn)主要面向大一新生，目的在于讓學(xué)生充分理解工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理，以及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能對(duì)工業(yè)機(jī)器人整體運(yùn)行的影響。本階段實(shí)驗(yàn)安排如下：

首先向?qū)W生講解工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，再以單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為例，講解伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)中的作用。

然后在教師的指導(dǎo)下設(shè)定伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度，觀察并記錄其所驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)定位角度和重復(fù)定位角度，分析不同驅(qū)動(dòng)速度下所記錄數(shù)據(jù)的誤差規(guī)律。

2）問(wèn)題導(dǎo)向型實(shí)驗(yàn)。

本階段實(shí)驗(yàn)主要面向大二和大三學(xué)生，目的在于讓學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人的工作應(yīng)力對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能的影響，同時(shí)掌握伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)原理、電氣PLC 編程方法和信號(hào)分析及處理方法。本階段實(shí)驗(yàn)主要采用導(dǎo)向型項(xiàng)目制，其具體安排如下：

本階段實(shí)驗(yàn)基于工作應(yīng)力的施加類(lèi)型，分別設(shè)置了“負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)伺服系統(tǒng)服役性能的影響”和“負(fù)載慣量對(duì)伺服系統(tǒng)服役性能的影響”兩大類(lèi)導(dǎo)向型項(xiàng)目；完成隨工作應(yīng)力變化“伺服系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)”“伺服系統(tǒng)輸出電流的變化趨勢(shì)”“伺服系統(tǒng)加速時(shí)間的變化趨勢(shì)”等3 大核心問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)探索。

針對(duì)上述問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)同學(xué)需要分成多個(gè)項(xiàng)目組，選擇其中一個(gè)核心問(wèn)題開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)；在項(xiàng)目組內(nèi)，學(xué)生們需要分別完成伺服系統(tǒng)控制程序的編寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集及處理，實(shí)驗(yàn)報(bào)告文本及數(shù)據(jù)圖片的編寫(xiě)和繪制等節(jié)點(diǎn)任務(wù)，并最終配合完成探索性實(shí)驗(yàn)。

3）開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

本階段實(shí)驗(yàn)主要面向大四和研究生，目的在于讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，綜合多學(xué)科知識(shí)，進(jìn)一步鉆研工作應(yīng)力與環(huán)境應(yīng)力對(duì)伺服系統(tǒng)服役性能演化的影響。本階段實(shí)驗(yàn)采用開(kāi)放式競(jìng)賽制，具體安排如下：

本階段實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)競(jìng)賽主題，即“工作應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力對(duì)伺服系統(tǒng)服役性能的綜合影響”，這也是本階段實(shí)驗(yàn)的最終目標(biāo)。

針對(duì)上述題目，實(shí)驗(yàn)同學(xué)需要分成多個(gè)競(jìng)賽組，每個(gè)競(jìng)賽組需要確定本組的競(jìng)賽題目和核心目標(biāo)，并圍繞這個(gè)目標(biāo)，選擇合理的實(shí)驗(yàn)方案，開(kāi)展競(jìng)賽型實(shí)驗(yàn)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析和討論文本寫(xiě)作，給出具有獨(dú)創(chuàng)性和邏輯性的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法

在交流伺服系統(tǒng)的一些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，主要通過(guò)正反轉(zhuǎn)速差率、轉(zhuǎn)速調(diào)整率、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)、轉(zhuǎn)速波動(dòng)系數(shù)等指標(biāo)來(lái)判斷交流伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。因此，本文也主要把這些性能指標(biāo)作為判斷伺服系統(tǒng)可靠性能的依據(jù)。在分析相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，借助于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析不同溫度下的扭矩、轉(zhuǎn)速、電壓和電流的均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差等，其中標(biāo)準(zhǔn)差的大小可以衡量測(cè)得數(shù)據(jù)的分散程度。

（1）正反轉(zhuǎn)速差率。指伺服系統(tǒng)在額定電壓下空載運(yùn)行時(shí)，伺服電機(jī)正、反轉(zhuǎn)均值之間的差異，其計(jì)算公式如下：

式中，Kn是正反轉(zhuǎn)速差率，ncw是電動(dòng)機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速平均值，nccw是電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速平均值。

（2）轉(zhuǎn)速調(diào)整率。指伺服系統(tǒng)工作在額定轉(zhuǎn)速條件下，電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速變化值與額定轉(zhuǎn)速的百分比，其計(jì)算公式如下：

式中，Δn 是轉(zhuǎn)速調(diào)整率，ni是電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，nN是電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。

（3）轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)。指伺服系統(tǒng)工作在額定條件下，電動(dòng)機(jī)輸出最大扭矩和最小扭矩的差值與扭矩均值的百分比，其計(jì)算公式如下：

式中，KfT是轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)，Tmax是瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的最大值，Tmin是瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的最小值。

（4）轉(zhuǎn)速波動(dòng)系數(shù)。指伺服系統(tǒng)工作在額定條件下，電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速的差值與轉(zhuǎn)速均值的百分比，其計(jì)算公式如下：

式中，Kfn是轉(zhuǎn)速波動(dòng)系數(shù)，nmax是瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的最大值，nmin是瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的最小值。

2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施與結(jié)果

本文以開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為例，說(shuō)明學(xué)生如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析工作應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力對(duì)工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)服役性能的影響。

首先，測(cè)試對(duì)象的控制模式選定為位置控制模式，其指令曲線為包含加速、勻速和減速階段的梯形速度曲線指令。在空載條件下，通過(guò)上述運(yùn)動(dòng)指令設(shè)定伺服電機(jī)周期性正反轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，實(shí)時(shí)采集伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)反饋參數(shù)。

其次，改變法蘭盤(pán)上質(zhì)量塊的數(shù)量，再以同樣的運(yùn)動(dòng)模式運(yùn)行，并實(shí)時(shí)采集相關(guān)反饋參數(shù)。

然后，將測(cè)試平臺(tái)放置于三綜合測(cè)試箱，在空載條件下，再以同樣的運(yùn)動(dòng)模式運(yùn)行，并實(shí)時(shí)采集相關(guān)反饋參數(shù)。

最后，通過(guò)處理上述數(shù)據(jù)，綜合性分析負(fù)載特性與環(huán)境因素對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能的影響特征。

2.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能曲線

伺服電機(jī)周期性正反轉(zhuǎn)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，可以繪制成如圖3 所示的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速-時(shí)間圖和負(fù)載電流-時(shí)間圖。如圖所示，在單個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)可分為正轉(zhuǎn)加速、正轉(zhuǎn)勻速、正轉(zhuǎn)減速、反轉(zhuǎn)加速、反轉(zhuǎn)勻速和反轉(zhuǎn)減速6 個(gè)階段。同學(xué)們可以從這些階段中，利用式（3）—（6）分別獲取伺服電機(jī)加速時(shí)間、勻速段速度波動(dòng)和電流波動(dòng)等數(shù)據(jù)，并通過(guò)這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的服役性能。

圖3 伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)曲線

從圖中可以看出，在加速啟動(dòng)階段，電流的響應(yīng)相對(duì)速度較快，且速度曲線相對(duì)較為平滑地達(dá)到最大速度值3 000 r/min，而電流曲線則是快速上升至峰值0.58 A 左右后，又快速下降至0.25 A 達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。從曲線的上述變化趨勢(shì)可以分析空載條件下，伺服電機(jī)電流環(huán)和速度環(huán)的不同特征。

2.2 工作應(yīng)力對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的影響

如圖4 所示，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隨著外部負(fù)載變化，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速均值和電流均值均發(fā)生了變化。但速度變化相對(duì)較小，其隨負(fù)載變化的波動(dòng)率為0.008%；而電流變化相對(duì)較大，隨負(fù)載增大呈快速上升趨勢(shì)，其波動(dòng)率達(dá)到了63.7%。

圖4 轉(zhuǎn)速及電流隨負(fù)載的變化曲線

此外，同學(xué)們還可以利用式（3）—（6）分別計(jì)算相關(guān)參數(shù)，對(duì)比分析在不同外部負(fù)載條件下，伺服系統(tǒng)的特征指標(biāo)的變化趨勢(shì)。

2.3 環(huán)境應(yīng)力對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的影響

如圖5 所示，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隨著環(huán)境溫度的變化，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速均值和電流均值也發(fā)生了變化。同樣速度均值變化不大，其隨環(huán)境溫度變化的波動(dòng)率為0.027%；電流均值隨環(huán)境溫度變化的波動(dòng)率為62.2%。與工作應(yīng)力的對(duì)比可以明顯看出，電流均值的波動(dòng)率幾乎相同時(shí)，速度均值的波動(dòng)率提高了近4 倍，說(shuō)明環(huán)境溫度對(duì)轉(zhuǎn)速均值的影響更為明顯。此外，隨著環(huán)境溫度的上升，電流均值呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)；而當(dāng)溫度高于20 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)速均值的波動(dòng)也特別明顯。

圖5 轉(zhuǎn)速及電流隨溫度的變化曲線

綜上可以得出，較大的外部負(fù)載和較低的環(huán)境溫度都可以顯著影響伺服電機(jī)的電流均值。而外部負(fù)載對(duì)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速均值幾乎沒(méi)有影響，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)20 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)速均值波動(dòng)較為明顯。

同學(xué)們可以通過(guò)上述綜合性測(cè)試方法，分析并討論其他服役性能參數(shù)在工作應(yīng)力和環(huán)境溫度下的變化趨勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

與普通電機(jī)測(cè)試試驗(yàn)相比，本文設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能綜合性實(shí)驗(yàn)具有進(jìn)一步模擬工業(yè)機(jī)器人實(shí)際工況、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便和機(jī)電集成度高的特點(diǎn)，同時(shí)還具有以下的特色與創(chuàng)新之處：

（1）該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置了伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、PLC 多軸控制技術(shù)、扭轉(zhuǎn)傳感技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法等，能夠有效地完成經(jīng)典機(jī)電傳動(dòng)控制、PLC 運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理等較為基礎(chǔ)的認(rèn)知導(dǎo)引型實(shí)驗(yàn)。

（2）該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可通過(guò)拆裝質(zhì)量塊改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及負(fù)載轉(zhuǎn)矩，可有效模擬工業(yè)機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作負(fù)載條件，能夠有效開(kāi)展針對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能的問(wèn)題導(dǎo)向型實(shí)驗(yàn)。

（3）該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)融合了三綜合環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱，可進(jìn)一步模擬伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作環(huán)境，可有效開(kāi)展針對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)服役性能的開(kāi)放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，具有較高的高階型實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用價(jià)值。