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伺服控制系统的主要指标与技术要求

2019年10月30日 09:28 次阅读

伺服控制系统的主要指标

衡量伺服控制系统性能的主要指标系统精度、稳定性、响应特性、工作频率四大方面,特别在频带宽度和精度方面。

频带宽度简称带宽,由系统频率响应特性来规定,反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大,快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大,带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫,大型设备伺服系统的带宽则在1~2赫以下。自20世纪70年代以来,由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,使带宽达到50赫,并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此,在伺服系统中必须采用高精度的测量元件,如精密电位器、自整角机和旋转变压器等。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,例如将测量元件(如自整角机)的测量轴通过减速器与转轴相连,使转轴的转角得到放大,来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。

伺服控制系统的主要指标与技术要求

交流伺服系统性能指标

位置伺服系统的主要控制目标是输出值迅速跟踪指令值的变化。应用场合不同,对伺服系统的具体要求也会有所差异,但是大体要求是基本一致的,具体来说,在机电一体化产品中,对伺服系统的性能指标要求主要包括

(1)定位精度

系统最终定位点与指令目标值之间的静态误差即为定位精度,定位精度是评价位置伺服系统定位准确度的一个关键指标。对自带码盘、性能优异的交流伺服系统而言,应当满足±1个脉冲的定位精度要求。

(2)调速范围

即电机最高转速与最低转速之比,用D表示。

伺服控制系统的主要指标与技术要求

(3)调速静态特性 

对绝大多数负载来说,机械特性越硬,负载变化时速度瞬态变化越小,工作越稳定,所以希望机械特性越硬越好。

(4)调速动态特性

动态特性,即速度变化的暂态特性,主要包括两个方面:一为升速和降速过程是否快捷、灵敏且无超调。这就要求电机转子惯量小,转矩/惯量比大,单位体积有较大的电机转矩输出。二是当负载突增突减时,系统的转速能否自动调节而迅速恢复。

伺服控制系统的技术要求

1.系统精度

伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度,以误差的形式表现,可概括为动态误差,稳态误差和静态误差三个方面组成。

2.稳定性

伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后,系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后,系统达到新的稳定运行状态的能力。

3.响应特性

响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率。响应速度与许多因素有关,如计算机的运行速度,运动系统的阻尼和质量等。

4.工作频率

工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围。当工作频率信号输入时,系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号输入时,系统不能正常工作。

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