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TW201830832A - 馬達輸出速度之異常狀態檢測系統及檢測方法 - Google Patents

馬達輸出速度之異常狀態檢測系統及檢測方法 Download PDF

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TW201830832A
TW201830832A TW106104446A TW106104446A TW201830832A TW 201830832 A TW201830832 A TW 201830832A TW 106104446 A TW106104446 A TW 106104446A TW 106104446 A TW106104446 A TW 106104446A TW 201830832 A TW201830832 A TW 201830832A
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林家仁
林逢傑
宋承軒
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東元電機股份有限公司
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Abstract

本發明係揭露一種馬達輸出速度之異常狀態檢測系統及檢測方法。在一伺服驅動系統之一伺服馬達受控制模組驅動時，藉由一速度偵測模組偵測出複數個對應於該伺服馬達之輸出角速度值，並藉由一處理單元依據該些輸出角速度值換算出複數個偵測時間所對應之複數個輸出角加速度值。藉由異常狀態判斷單元判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在複數個各偵測時間所對應之角加速度標準範圍內。若結果為否時，將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統在異常狀態時間處於一轉速異常狀態。

Description

馬達輸出速度之異常狀態檢測系統及檢測方法
本發明係有關於一種馬達異常狀態檢測系統及檢測方法，尤其是指一種針對馬達輸出速度之異常狀態檢測系統及檢測方法。
馬達工業發展至今已經歷經將近兩百年。從最初的簡單的電磁線圈實驗，發展到今日諸多類型的馬達。為了配合不同的需求，使用者可以依據需求選擇不同種類的馬達。其中，若使用者需要不斷地變換馬達之轉速，則使用者可選擇伺服馬達。
使用者可藉由操作控制器來對伺服馬達發出控制指令，伺服馬達會依照控制器所發出之控制指令來運作。伺服馬達的主要特點是使用者可以藉由控制器精確地控制轉速，且轉速的可調整範圍廣。伺服馬達可以穩定地等速運轉之外，還可以根據控制指令隨時變換轉速。值得一提的是，伺服馬達在極低轉速之狀況下 也可以穩定轉動，並能迅速地反應控制器所發出之控制指令。
為了確保伺服馬達能在工作狀態時正常運轉，使用者必須時常地檢測伺服馬達的狀況。藉此，避免在使用伺服馬達時發生故障，進而延誤作業的進行。以目前而言，使用者需將控制器、伺服馬達與伺服馬達驅動器連結至示波器，並將控制指令與伺服馬達之轉速回授訊號顯示於示波器的顯示器上。使用者以人工檢視之方式比對控制指令與伺服馬達之轉速回授訊號在示波器上顯示的波形是否相符，藉以判斷伺服馬達之運轉是否有異常狀況。
由於控制指令與伺服馬達之轉速回授訊號在示波器所顯示之波形圖中，轉速回授訊號所回傳之伺服馬達實際轉速與控制指令對伺服馬達所下達的預定轉速會有不可避免的誤差。使用者以人工檢視之方式較難以準確地判斷轉速回授訊號所回傳之伺服馬達實際轉速與控制指令對伺服馬達所下達的預定轉速之間的誤差是否在容許範圍內，因而易造成誤判。另外，由於以人工檢視之方式來檢測伺服馬達需要花費大量的時間，因此若以人工檢視之方式大量檢測伺服馬達，會造成檢測作業時間過長與額外的成本支出。
有鑒於在先前技術中，在以人工之方式檢測伺服馬達之運轉狀況時，容易造成誤判而影響檢測結 果之精準度。另外，以人工檢視之方式大量檢測伺服馬達，會造成檢測作業時間過長與額外的成本支出。
本發明為解決先前技術之問題，所採用之必要技術手段為提供一種馬達輸出速度之異常狀態檢測系統，用以檢測一伺服驅動系統之一伺服馬達，包含一控制模組、一速度偵測模組與一狀態分析模組。控制模組通信連結於伺服驅動系統，並產生一控制指令，藉以控制該伺服驅動系統，並依據控制指令定義出複數個偵測時間所對應之複數個角加速度標準範圍。
速度偵測模組通信連結於伺服驅動系統，藉以在伺服馬達受驅動時，偵測出伺服馬達在複數個偵測時間所對應之複數個輸出角速度值。狀態分析模組包含一處理單元與一異常狀態判斷單元。處理單元通信連結於速度偵測模組，藉以儲存輸出角速度值，並依據輸出角速度值換算出複數個對應各該些偵測時間所對應之輸出角加速度值。
異常狀態判斷單元連結控制模組與處理單元，用以比對各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在所對應之各角加速度標準範圍內，據以對應地產生複數個比對結果，並在比對結果中之至少一者為否時，將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統在異常狀態時間處於一轉速異常狀態。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為處理單元產生一對應於偵測時間與所對應之輸 出角速度值之角速度函數資料，並藉由微分角速度函數資料而產生一角加速度函數資料。狀態分析模組更包含一雜訊濾除模組。雜訊濾除模組通信連結異常狀態判斷單元，用以在異常狀態時間之數量大於一預設異常數量值時濾除角加速度函數資料中之一雜訊資料。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為雜訊濾除模組更包含一計時單元與一雜訊濾除單元。計時單元將偵測時間中之至少二者定義出至少一時間區間中之一者。雜訊濾除單元電性連接於計時單元，在各時間區間之異常狀態時間之數量大於一預設異常數量值時，濾除角加速度函數資料中之一雜訊資料。
本發明為解決先前技術之問題，另外採用之必要技術手段為提供一種馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，係用以判斷一伺服驅動系統是否在一轉速異常狀態。在伺服驅動系統之一伺服馬達受驅動時，擷取伺服馬達在複數個偵測時間所對應之複數個輸出角加速度值。接著，判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在複數個各偵測時間所對應之角加速度標準範圍內。若判斷之結果為否時，將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統在異常狀態時間處於轉速異常狀態。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在擷取伺服馬達在複數個偵測時間所對應之複數個輸出角加速度值前，先產生一控制指令，藉以驅動伺服驅動系統，並依據控制指令定義出對應於偵測時間 之角加速度標準範圍。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在擷取伺服馬達在複數個偵測時間所對應之複數個輸出角加速度值時，是在伺服馬達受驅動時，偵測伺服馬達在偵測時間所對應之複數個輸出角速度值。再將輸出角速度值換算為輸出角加速度值。其中，輸出角速度值是透過微分運算換算為輸出角加速度值。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在擷取伺服馬達在複數個偵測時間所對應之複數個輸出角加速度值後，依據偵測時間與輸出角加速度值產生一角加速度函數資料。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在判斷出伺服驅動系統在異常狀態時間處於轉速異常狀態後，判斷偵測時間中之異常狀態時間之數量是否大於一預設異常數量值。倘若結果為否時，則判定伺服驅動系統在一低雜訊轉速異常狀態。倘若判斷之結果為是時，濾除角加速度函數資料中之一雜訊資料，藉以形成一去雜訊角加速度函數資料。接著再判斷去雜訊角加速度函數資料中之偵測時間是否具有至少一異常狀態時間。若判斷結果為是時，則判定伺服驅動系統在一高雜訊轉速異常狀態。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在判斷偵測時間中之異常狀態時間之數量是否大於一預設異常數量值時，需判斷各時間區間中之異常狀態時間之數量是否大於預設異常數量值。若判斷結果 為否時，則判定該伺服驅動系統在低雜訊轉速異常狀態；若判斷結果為是時，則接續濾除角加速度函數資料中之雜訊資料，藉以形成去雜訊角加速度函數資料。
承上所述，在本發明所提供馬達輸出速度之異常狀態檢測系統與檢測方法中，控制模組會產生控制指令以控制伺服馬達。藉由速度偵測模組與處理單元擷取伺服馬達在偵測時間所對應之輸出角加速度值。藉由異常狀態判斷單元判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在對應之角加速度標準範圍內。若結果為否時，將所對應偵測時間定義為異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統在異常狀態時間處於轉速異常狀態。
另外，當各時間區間中之異常狀態時間之數量大於預設異常數量值時，可藉由雜訊濾除單元濾除角加速度函數資料中之雜訊資料，以再次判斷去雜訊角加速度函數資料中之偵測時間是否具有異常狀態時間。
相較於先前技術，本發明所提供馬達輸出速度之異常狀態檢測系統與檢測方法係藉由異常狀態判斷單元判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在對應之角加速度標準範圍內。因而取代了先前技術中，以人工檢視之方式比對控制指令與與伺服馬達之轉速回授訊號在示波器上顯示的波形。藉此，避免了因誤判而影響檢測結果之精準度。另外，以本發明所提供馬達輸出速度之異常狀態檢測系統與檢測方法進行伺服馬達之檢測，可避免以人工檢視之方式所額外支出的時間成本與人力成本。
1‧‧‧馬達輸出速度之異常狀態檢測系統
11‧‧‧控制模組
12‧‧‧速度偵測模組
13‧‧‧狀態分析模組
131‧‧‧處理單元
132‧‧‧異常狀態判斷單元
133‧‧‧雜訊濾除模組
1331‧‧‧計時單元
1332‧‧‧雜訊濾除單元
14‧‧‧顯示模組
2‧‧‧伺服驅動系統
21‧‧‧伺服馬達
22‧‧‧伺服驅動器
R‧‧‧角加速度標準範圍
S‧‧‧控制指令
第一圖係顯示本發明第一實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測系統之方塊圖；第二A圖與第二B圖係顯示本發明所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之流程圖；第三圖係顯示本發明第一實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角速度函數資料之曲線圖；第四圖係顯示本發明第一實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角加速度函數資料之曲線圖；第五圖係顯示本發明第二實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角速度函數資料之曲線圖；第六圖係顯示本發明第二實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角加速度函數資料之曲線圖；第七圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角速度函數資料之曲線圖；第八圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角加速度函數資料之曲線圖；第九圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之去雜訊角速度資料之曲線圖；以及第十圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之去雜訊角加速度函數資料之曲線圖。
請參閱第一圖，第一圖係顯示本發明第一實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測系統之方塊圖。如圖所示，本發明第一實施例提供一種馬達輸出速度之異常狀態檢測系統1。馬達輸出速度之異常狀態檢測系統1用以檢測一伺服驅動系統2之一伺服馬達21。其中，伺服驅動系統2包含伺服馬達21與一用以驅動伺服馬達21之伺服驅動器22。馬達輸出速度之異常狀態檢測系統1包含一控制模組11、一速度偵測模組12、一狀態分析模組13與一顯示模組14。在實務上，馬達輸出速度之異常狀態檢測系統1可整合成一現場可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array；FPGA)，但不以此為限。
控制模組11通信連結於伺服驅動系統2。操作者可透過操作介面來操作控制模組11。在實務上，控制模組11例如可為一微控制器(Micro control Unit；MCU)與一可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller；PLC)中之一者(並不限於此)，並也可包含一指令暫存器、一指令解碼器、一狀態暫存器、一微操作訊號發生器一控制晶片或一控制程式，但不以此為限。另外，在本實施例當中，偵測時間之單位為毫秒(ms)。
速度偵測模組12通信連結於伺服驅動系統2。其中，速度偵測模組12可以有線或無線等方式通信 連結於伺服驅動系統2。在實務上，速度偵測模組12可包含一時序擷取裝置、一光電轉速計、一接觸轉速計或一轉速偵測程式，但不以此為限。狀態分析模組13包含一處理單元131、一異常狀態判斷單元132與一雜訊濾除模組133。處理單元131通信連結於速度偵測模組12。在實務上，處理單元131可包含一微分運算器、一算術邏輯器、一累加器或一暫存器組，但不以此為限。
異常狀態判斷單元132連結控制模組11與處理單元131。異常狀態判斷單元132可包含一算術邏輯器、一累加器、一暫存器組、一計數器、一指令暫存器、一指令解碼器、一狀態暫存器、一時鐘發生器或一微操作訊號發生器，但不以此為限。
雜訊濾除模組133通信連結異常狀態判斷單元132，包含一計時單元1331與一雜訊濾除單元1332。其中，計時單元1331例如為一計數器或一時鐘發生器，但不以此為限。雜訊濾除單元1332電性連接於計時單元1331。雜訊濾除單元1332例如為一低通濾波器、一高通濾波器、一帶通濾波器、一帶阻濾波器、一全通濾波器、一原子線濾波器或一濾波程式，並且可為數位濾波器，但不以此為限。
顯示模組14通信連結於狀態分析模組13。在實務上，顯示模組14可為投影式顯示器、立體成像顯示器、有機發光二極體顯示器、電子紙、系統整合型面板、發光二極體顯示器、液晶顯示器或陰極射線管顯示器(CRT)，但不以此為限。
控制模組11產生一控制指令S，藉以控制伺服驅動系統2並依據控制指令S定義出複數個偵測時間所對應之複數個角加速度標準範圍R(顯示於第四圖、第六圖、第八圖與第十圖)。
速度偵測模組12在伺服馬達21受驅動時，偵測出伺服馬達21在各該些偵測時間所對應之複數個輸出角速度值。其中，在物理學之定義中，輸出角速度值係以弧度每秒(rad/s)為單位，在本實施例當中則以每分鐘轉速(rpm；Revolution(s)Per Minute)作為輸出角速度值之單位。
處理單元131儲存輸出角速度值，並依據輸出角速度值換算出複數個對應於該些偵測時間之輸出角加速度值。其中，在物理學之定義中，輸出角加速度值係以弧度每秒平方(rad/s2)為單位，在本實施例當中則以每分鐘轉速變化量(rpm/s)作為輸出角速度值之單位。在本實施例當中，處理單元131產生一對應於偵測時間與所對應之輸出角速度值之角速度函數資料，並藉由微分角速度函數資料而產生一角加速度函數資料。其中，在角速度函數資料當中包含對應於偵測時間之變數，處理單元131係藉由微分對應於偵測時間之變數以形成角加速度函數資料。
異常狀態判斷單元132用以比對各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在所對應之各角加速度標準範圍R內，據以對應地產生複數個比對結果，並在比對結果中之至少一者為否時，將所對應之至少一上 述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統2在異常狀態時間處於一轉速異常狀態。
計時單元1331將偵測時間中之至少二者定義出至少一時間區間中之一者。雜訊濾除單元1332在各時間區間之異常狀態時間之數量大於一預設異常數量值時，濾除角加速度函數資料中之一雜訊資料。其中，雜訊資料之產生因素包含馬達之控制增益不佳與回授量化等因素，但不以此為限。顯示模組14以EXCEL報表、曲線圖或表格之方式顯示角速度函數資料與角加速度函數資料，藉此了然地供操作者觀察伺服驅動系統2之運轉狀態。
請一併參閱第一圖至第四圖，第二A圖與第二B圖係顯示本發明所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之流程圖；第三圖係顯示本發明第一實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角速度函數資料之曲線圖；第四圖係顯示本發明第一實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角加速度函數資料之曲線圖。如圖所示，本發明第一實施例更提供一種馬達輸出加速度之異常狀態檢測方法，用以判斷伺服驅動系統2是否在轉速異常狀態。
首先，藉由控制模組11產生控制指令S，藉以驅動伺服驅動系統2，並依據控制指令S定義出對應於偵測時間之角加速度標準範圍R(步驟S1)。在本實施例當中，控制指令S使伺服馬達21之輸出角速度值為以最高輸出角速度值為3000rpm轉動90圈，並由0rpm漸增 至3000rpm，再漸減至0rpm，而角加速度標準範圍R為-6rpm/s至6rpm/s。其中，角加速度標準範圍R係根據控制指令S而設定。在其他實施例當中，角加速度標準範圍R的設定並不以此為限。
接著，在伺服馬達21受驅動時，藉由速度偵測模組12偵測伺服馬達21在各偵測時間所對應之複數個輸出角速度值(步驟S21)，再藉由處理單元131將各偵測時間之輸出角速度值微分為各偵測時間之輸出角加速度值(步驟S22)。
接著，藉由異常狀態判斷單元132判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在各偵測時間所對應之角加速度標準範圍R內(步驟S3)。與此同時，處理單元131依據各偵測時間與各輸出角加速度值產生角加速度函數資料(步驟S9)。在本實施例當中，各輸出角加速度值皆位於角加速度標準範圍R內，也就是各輸出角加速度值皆在-6(單位為rpm/s)至6(單位為rpm/s)之範圍內。因此，當判斷出各偵測時間所對應之各輸出角加速度值皆在各偵測時間所對應之角加速度標準範圍R內時，異常狀態判斷單元132則判定伺服驅動系統2在一轉速正常狀態(步驟S10)。
請一併參閱第一圖、第二A圖、第二B圖第五圖與第六圖，第五圖係顯示本發明第二實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角速度函數資料之曲線圖；第六圖係顯示本發明第二實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角加速度函數資料 之曲線圖。
如圖所示，在本發明第二實施例當中，馬達輸出速度之異常狀態檢測系統1之架構與第一實施例相同，但在藉由異常狀態判斷單元132判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在各偵測時間所對應之角加速度標準範圍R內(步驟S3)時，異常狀態判斷單元132判斷出各偵測時間所對應之各輸出角加速度值並未都在角加速度標準範圍R內。
因此，再藉由異常狀態判斷單元132將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統2在異常狀態時間處於轉速異常狀態(步驟S4)。接著，再進一步藉由計時單元1331將偵測時間中之至少二者定義出至少一時間區間中之一者，並判斷各時間區間中之異常狀態時間之數量是否大於預設異常數量值(步驟S5)。
在本實施例當中，各時間區間為400ms，預設異常數量值設定為1。在各時間區間當中，僅在第1200ms與第1600ms之間與第2000ms至第2400ms之間之時間區間各具有一個異常狀態時間。因此，可判斷各時間區間中之異常狀態時間之數量未大於預設異常數量值，且僅有兩個時間區間具有異常狀態時間。藉此，判定伺服驅動系統2在一低雜訊轉速異常狀態(步驟S6)。
請一併參閱第一圖、第二A圖、第二B圖第七圖與第八圖，第七圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角速度函數資 料之曲線圖；第八圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之角加速度函數資料之曲線圖。
如圖所示，在本發明第三實施例當中，馬達輸出速度之異常狀態檢測系統1之架構與第一實施例相同，但在本實施例當中，控制指令S係使伺服馬達21之輸出角速度為以最高輸出角速度值為300(單位為rpm)轉動10圈，並由0(單位為rpm)漸增至300(單位為rpm)，再漸減至0(單位為rpm)，而角加速度標準範圍R亦為-6rpm/s至6rpm/s。
其中，在藉由異常狀態判斷單元132判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在各偵測時間所對應之角加速度標準範圍R內(步驟S3)時，異常狀態判斷單元132判斷出各偵測時間所對應之各輸出角加速度值並未都在角加速度標準範圍R內。因此，再藉由異常狀態判斷單元132將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統2在異常狀態時間處於轉速異常狀態(步驟S4)。
接著，再進一步藉由計時單元1331將偵測時間中之至少二者定義出至少一時間區間中之一者，並判斷各時間區間中之異常狀態時間之數量是否大於預設異常數量值(步驟S5)。在本實施例當中，各時間區間為200ms，預設異常數量值為1。在第400ms至第2800ms之間的時間區間當中，各時間區間之異常狀態時間之數量皆大於預設異常數量值。由於在本實施例之伺服馬達 21之輸出角速度值遠低於第一實施例之伺服馬達21之輸出角速度值。因此，雜訊資料會被放大，而需進一步地濾除雜訊資料。
請一併參閱第一圖、第二A圖、第二B圖第九圖與第十圖，第九圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之去雜訊角速度資料之曲線圖；第十圖係顯示本發明第三實施例所提供之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法之去雜訊角加速度函數資料之曲線圖。
如圖所示，由於判斷出第400ms至第2800ms之間的時間區間當中，各時間區間之異常狀態時間之數量皆大於預設異常數量值。因此，需藉由雜訊濾除單元1332濾除處理單元131依據各偵測時間與各輸出角加速度值所產生角加速度函數資料中之雜訊資料，藉以形成一去雜訊角加速度函數資料(步驟S71)。接著，判斷去雜訊角加速度函數資料中之偵測時間是否具有異常狀態時間(步驟S72)。
在本實施例之去雜訊角加速度函數資料當中，在第2400ms至第2800ms之時間區間具有一異常狀態時間，因此可判定伺服驅動系統2在一高雜訊轉速異常狀態(步驟S8)。在其他實施例之去雜訊角加速度函數資料當中，倘若各時間區間皆不具有異常狀態時間，則可判定伺服驅動系統2在高雜訊轉速正常狀態(步驟S11)。
順帶一提，為了更明瞭地說明角速度函數 資料與角加速度函數資料之曲線圖，在此以較平滑之曲線作說明。在實務上，角速度函數資料與角加速度函數資料之曲線圖可能為振盪頻繁之曲線圖。
綜上所述，在本發明所提供馬達輸出速度之異常狀態檢測系統與檢測方法中，控制模組會產生控制指令以控制伺服馬達以較高之輸出角速度運轉。藉由速度偵測模組與處理單元擷取伺服馬達在偵測時間所對應之輸出角加速度值。藉由異常狀態判斷單元判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在對應之角加速度標準範圍內。若輸出角加速度值在對應之角加速度標準範圍外，則將所對應偵測時間定義為異常狀態時間，據以判斷出伺服驅動系統在異常狀態時間處於轉速異常狀態。
另外，當伺服馬達以較低之輸出角速度運轉而使各時間區間中之異常狀態時間之數量大於預設異常數量值時，可藉由雜訊濾除單元濾除角加速度函數資料中之雜訊資料，藉以形成去雜訊角加速度函數資料。接著，判斷去雜訊角加速度函數資料中之偵測時間是否具有異常狀態時間。若各時間區間中之異常狀態時間之數量不大於預設異常數量值時，則可判定出伺服驅動系統在異常狀態時間處於高雜訊轉速異常狀態。
相較於先前技術，本發明所提供馬達輸出速度之異常狀態檢測系統與檢測方法係藉由異常狀態判斷單元判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在對應之角加速度標準範圍內。此外，在各時間區間中 之異常狀態時間之數量大於預設異常數量值時，可藉由雜訊濾除單元濾除雜訊資料，再判斷伺服驅動系統是否在高雜訊轉速異常狀態。
藉此，取代了先前技術中，以人工檢視之方式比對控制指令與伺服馬達之轉速回授訊號在示波器上顯示的波形。因此，避免了因誤判而影響檢測結果之精準度。另外，以本發明所提供馬達輸出速度之異常狀態檢測系統與檢測方法進行伺服馬達之檢測可避免以人工檢視之方式所額外支出的時間成本與人力成本。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (10)

  1. 一種馬達輸出速度之異常狀態檢測系統，係用以檢測一伺服驅動系統之一伺服馬達，包含：一控制模組，係通信連結於該伺服驅動系統，並產生一控制指令，藉以控制該伺服驅動系統，並依據該控制指令定義出複數個偵測時間所對應之複數個角加速度標準範圍；一速度偵測模組，係通信連結於該伺服驅動系統，藉以在該伺服馬達受驅動時，偵測出該伺服馬達在該些偵測時間所對應之複數個輸出角速度值；以及一狀態分析模組，包含：一處理單元，係通信連結於該速度偵測模組，藉以儲存該些輸出角速度值，並依據該些輸出角速度值換算出複數個對應於該些偵測時間之輸出角加速度值；以及一異常狀態判斷單元，係連結該控制模組與該處理單元，用以比對各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在所對應之各角加速度標準範圍內，據以對應地產生複數個比對結果，並在該些比對結果中之至少一者為否時，將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出該伺服驅動系統在該至少一異常狀態時間處於一轉速異常狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達輸出速度 之異常狀態檢測系統，其中，該處理單元係產生一對應於該些偵測時間與所對應之該些輸出角速度值之角速度函數資料，並藉由微分該角速度函數資料而產生一角加速度函數資料；該狀態分析模組更包含一雜訊濾除模組，該雜訊濾除模組係通信連結該異常狀態判斷單元，用以在該至少一異常狀態時間之數量大於一預設異常數量值時濾除該角加速度函數資料中之一雜訊資料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測系統，其中，該雜訊濾除模組更包含：一計時單元，係將該些偵測時間中之至少二者定義出至少一時間區間中之一者；以及一雜訊濾除單元，係電性連接於該計時單元，在各時間區間之該至少一異常狀態時間之數量大於該預設異常數量值時，濾除該角加速度函數資料中之該雜訊資料。
  4. 一種馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，係用以判斷一伺服驅動系統是否在一轉速異常狀態，包含以下步驟：(a)在該伺服驅動系統之一伺服馬達受驅動時，擷取該伺服馬達在複數個偵測時間所對應之複數個輸出角加速度值；(b)判斷各偵測時間所對應之各輸出角加速度值是否在各該些偵測時間所對應之複數個角加速度標準範圍 內；以及(c)在該步驟(b)之判斷結果為否時，將所對應之至少一上述之偵測時間定義為至少一異常狀態時間，據以判斷出該伺服驅動系統在該至少一異常狀態時間處於該轉速異常狀態。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，在步驟(a)之前，更包含以下步驟：(d)產生一控制指令，藉以驅動該伺服驅動系統，並依據該控制指令定義出對應於該些偵測時間之該些角加速度標準範圍。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，在步驟(a)中更包含以下步驟：(a1)在該伺服馬達受驅動時，偵測該伺服馬達在該些偵測時間所對應之複數個輸出角速度值；以及(a2)將該些輸出角速度值換算為該些輸出角加速度值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，其中，該些輸出角速度值係透過微分運算換算為該些輸出角加速度值。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，在步驟(a)與步驟(c)之間，更包含以下步驟： (e)依據該些偵測時間與該些輸出角加速度值產生一角加速度函數資料。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，其中，在步驟(c)之後，更包含以下步驟：(f)在判斷出該伺服驅動系統在該至少一異常狀態時間處於該轉速異常狀態後，判斷該些偵測時間中之該至少一異常狀態時間之數量是否大於一預設異常數量值；(g)在該步驟(f)之判斷結果為否時，判定該伺服驅動系統在一低雜訊轉速異常狀態；(h)在該步驟(f)之判斷結果為是時，濾除該角加速度函數資料中之一雜訊資料，藉以形成一去雜訊角加速度函數資料，並判斷該去雜訊角加速度函數資料中之該些偵測時間是否具有該至少一異常狀態時間；以及(i)在該步驟(h)之判斷結果為是時，判定該伺服驅動系統在一高雜訊轉速異常狀態。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之馬達輸出速度之異常狀態檢測方法，其中，該些偵測時間中之至少二者係定義出至少一時間區間中之一者，在步驟(f)中，更包含以下步驟：(f1)判斷各時間區間中之該至少一異常狀態時間之數量是否大於該預設異常數量值，若判斷結果為否時，接 續執行步驟(g)；若判斷結果為是時，則接續執行步驟(h)。
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