【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電性能測試，具體涉及一種伺服放大器測試方法。
技術介紹
1、伺服放大器是控制系統中關鍵的組件，用于放大電子信號并將其傳遞給執行單元，如電機和邏輯控制器等。伺服放大器基本由雙極性運算放大器集成電路組成，該放大器在±12v輸出范圍內將增益維持在1000倍甚至更高，并在高閉環增益應用中提供優異的性能。伺服放大器對小信號放大的精準度和穩定性決定對執行單元的控制效果，由此需要對伺服放大器的運行狀態進行控制。
2、放大增益是伺服放大器最重要的指標特征，在理想情況下伺服放大器的放大增益為放大器輸出端電壓和輸入端電壓的比值。但輸入端的電壓基本上是毫伏級別，在放大過程中容易受到環境噪聲和電阻熱效應的影響，使得輸出端電壓存在非線性失真，導致放大器輸出存在頂部失真、底部失真、雙向失真和交越失真的現象，使得伺服放大器放大增益存在較大波動，檢測精度較低。針對上述問題，本專利技術提出了一種伺服放大器測試方法，旨在通過對輸入端和輸出端電壓波形的進行分析，降低非線性失真對放大增益計算的干擾，提高對放大增益準確度的檢測精度。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種伺服放大器測試方法，以解決現有的問題。
2、本專利技術的一種伺服放大器測試方法采用如下技術方案：
3、本專利技術一個實施例提供了一種伺服放大器測試方法，該方法包括以下步驟：
4、分別采集伺服放大器輸入端和輸出端在各采樣時刻的電壓信號；
5、以第一個采集時刻為起點，依次
6、獲取伺服放大器的理論放大增益；根據理論放大增益、輸入端在時間窗口內各時刻電壓信號與輸出端電壓序列獲取理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數；根據理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數獲得波形增益失真判定系數；劃分時間窗口的前溯區間，根據所述前溯區間中各時間窗口的輸出端電壓序列以及波形增益失真判定系數獲得前溯窗口畸變耦合偏差矩陣；根據與各時間窗口相鄰的時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣獲得各時間窗口對應的局部特征向量相似判定系數和局部矩陣偏差系數；根據局部特征向量相似判定系數和局部矩陣偏差系數獲得各時間窗口的畸變篩選系數；根據所有時間窗口的畸變篩選系數獲得最佳篩選閾值；根據最佳篩選閾值獲得線性增益窗口；根據伺服放大器的輸入端與輸出端在線性增益窗口內各采集時刻的電壓信號以及理論放大增益獲得放大器增益偏差指數；
7、根據放大器增益偏差指數完成對伺服放大器的測試。
8、進一步，所述根據理論放大增益、輸入端在時間窗口內各時刻電壓信號與輸出端電壓序列獲取理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數，包括：
9、計算輸入端在時間窗口內各時刻電壓信號與所述理論放大增益的乘積，將時間窗口內所有所述乘積所組成的序列記為輸出端理論放大電壓序列；
10、分別對輸出端電壓序列和輸出端理論放大電壓序列采用非線性最小二乘法進行擬合獲得實測電壓放大曲線和理論電壓放大曲線；
11、計算理論電壓放大曲線的表達式與實測電壓放大曲線的表達式之間的差值函數，將所述差值函數的絕對值在時間窗口內的積分作為理論放大增益差異系數；
12、對于時間窗口內的各采樣時刻，計算輸出端在采集時刻的電壓信號與輸入端在采集時刻的電壓信號的比值；獲取所述比值與所述理論放大增益的差值絕對值；將時間窗口內所有采樣時刻的所述差值絕對值的和值記為實測放大增益差異系數。
13、進一步，所述根據理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數獲得波形增益失真判定系數，包括：
14、計算理論放大增益差異系數與實測放大增益差異系數的和值，記為第一和值；計算所述輸出端電壓序列與輸出端理論放大電壓序列之間的皮爾遜相關性系數；獲取所述皮爾遜相關系數與預設分母調節因子的和值，記為第二和值；將第一和值與第二和值的比值作為波形增益失真判定系數。
15、進一步，所述劃分時間窗口的前溯區間，根據所述前溯區間中各時間窗口的輸出端電壓序列以及波形增益失真判定系數獲得前溯窗口畸變耦合偏差矩陣，包括：
16、對于第m個時間窗口，將第m個時間窗口之前的預設數量個時間窗口所組成的時間段作為第m個時間窗口的前溯區間；
17、對于所述前溯區間中的各時間窗口，計算時間窗口對應的輸出端電壓序列與第m個時間窗口對應的輸出端電壓序列之間的動態時間規整距離；將時間窗口的所述動態時間規整距離與前溯區間中其他各時間窗口的所述動態時間規整距離之間的最小值作為時間窗口與其他各時間窗口之間的最小關聯距離；獲取時間窗口對應的波形增益失真判定系數與其他各時間窗口對應的波形增益失真判定系數之間的最小值，記為第一最小值；計算第m個時間窗口對應的波形增益失真判定系數與第一最小值之間的比值；獲取以自然常數為底數，以所述比值為指數的指數函數；將所述指數函數的計算結果與所述最小關聯距離的乘積作為時間窗口與其他各時間窗口之間的畸變耦合系數；
18、將各時間窗口與其他各時間窗口之間的畸變耦合系數作為第m個時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣中的各元素。
19、進一步，所述根據與各時間窗口相鄰的時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣獲得各時間窗口對應的局部特征向量相似判定系數和局部矩陣偏差系數，包括：
20、對第m個時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣進行奇異值分解，獲得各特征值；將所有特征值從大到小排列獲得特征值向量；
21、計算第m個時間窗口對應的特征值向量與第m-1個時間窗口對應的特征值向量之間的余弦值，記為第一余弦值；計算第m個時間窗口對應的特征值向量與第m+1個時間窗口對應的特征值向量之間的余弦值，記為第二余弦值；將所述第一余弦值與第二余弦值的均值作為第m個時間窗口對應的局部特征向量相似判定系數；
22、分別計算第m-1、m、m+1個時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣的范數；獲取第m-1和m+1個時間窗口的所述范數的和值；計算第m個時間窗口的所述范數與所述和值的比值；將所述比值與預設參數調節因子的差值絕對值作為第m個時間窗口對應的局部矩陣偏差系數。
23、進一步，所述根據局部特征向量相似判定系數和局部矩陣偏差系數獲得各時間窗口的畸變篩選系數，包括：
24、將第m-1和m+1個時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣的對應元素相加，獲得和矩陣；計算第m個時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣與所述和矩陣的結構相似性指數；計算所述結構相似性指數與第m個時間窗口對應的局部特征向量相似判定系數的乘積，將第m個時間窗口對應的局部矩陣偏差系數與所述乘積的比值作為第m個時間窗口的畸變篩選系數。
25、進一步，所述根據所有時間窗口的畸變篩選系數獲得最佳篩選閾值，包括：
26、將所有時間窗口的畸變篩選系數所組成的序列記為波形失真篩選序列；對波形失真篩選序列本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種伺服放大器測試方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據理論放大增益、輸入端在時間窗口內各時刻電壓信號與輸出端電壓序列獲取理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數，包括：
3.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數獲得波形增益失真判定系數，包括：
4.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述劃分時間窗口的前溯區間，根據所述前溯區間中各時間窗口的輸出端電壓序列以及波形增益失真判定系數獲得前溯窗口畸變耦合偏差矩陣，包括：
5.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據與各時間窗口相鄰的時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣獲得各時間窗口對應的局部特征向量相似判定系數和局部矩陣偏差系數，包括：
6.如權利要求5所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據局部特征向量相似判定系數和局部矩陣偏差系數獲得各時間窗口的畸變篩選系數，包括：
7.如
8.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據最佳篩選閾值獲得線性增益窗口，包括：
9.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據伺服放大器的輸入端與輸出端在線性增益窗口內各采集時刻的電壓信號以及理論放大增益獲得放大器增益偏差指數，包括：
10.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據放大器增益偏差指數完成對伺服放大器的測試，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種伺服放大器測試方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據理論放大增益、輸入端在時間窗口內各時刻電壓信號與輸出端電壓序列獲取理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數，包括：
3.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據理論放大增益差異系數和實測放大增益差異系數獲得波形增益失真判定系數，包括：
4.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述劃分時間窗口的前溯區間，根據所述前溯區間中各時間窗口的輸出端電壓序列以及波形增益失真判定系數獲得前溯窗口畸變耦合偏差矩陣，包括：
5.如權利要求1所述的一種伺服放大器測試方法，其特征在于，所述根據與各時間窗口相鄰的時間窗口的前溯窗口畸變耦合偏差矩陣獲得各時間窗口對應的局部...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏磊，
申請(專利權)人：北京七星華創微電子有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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