一、伺服系統的性能要求
對伺服系統的基(ji)本要(yao)求有穩定性、精度、快(kuai)速響應(ying)性和節能。
1、穩定性好
作(zuo)用在(zai)(zai)系(xi)統上的(de)擾動消(xiao)失(shi)后,系(xi)統能夠(gou)恢復到(dao)原來的(de)穩定(ding)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)運(yun)行或(huo)者在(zai)(zai)輸(shu)入指令信號作(zuo)用下(xia),系(xi)統能夠(gou)達到(dao)新的(de)穩定(ding)運(yun)行狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)能力(li),在(zai)(zai)給定(ding)輸(shu)入或(huo)外界干擾作(zuo)用下(xia),能在(zai)(zai)短(duan)暫(zan)的(de)調節過程后到(dao)達新的(de)或(huo)者回復到(dao)原有平衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。
2、精度高
伺服系統的(de)精(jing)度是指輸出量能跟隨輸入量的(de)精(jing)確程度。作為精(jing)密加工的(de)數控機(ji)床,要求的(de)定位精(jing)度或輪(lun)廓加工精(jing)度通常(chang)都比較高(gao),允許的(de)偏差(cha)一(yi)般都在0.01~0.001mm之間。
3、快速響應性好
有兩方面(mian)含(han)義,一是指(zhi)(zhi)動態(tai)響應(ying)過(guo)(guo)程(cheng)中,輸(shu)出量隨輸(shu)入(ru)指(zhi)(zhi)令(ling)信(xin)號(hao)變化的迅(xun)速程(cheng)度(du),二是指(zhi)(zhi)動態(tai)響應(ying)過(guo)(guo)程(cheng)結(jie)束的迅(xun)速程(cheng)度(du)。快速響應(ying)性(xing)是伺服系統動態(tai)品質的標(biao)志之(zhi)一,即要求(qiu)跟蹤指(zhi)(zhi)令(ling)信(xin)號(hao)的響應(ying)要快,一方面(mian)要求(qiu)過(guo)(guo)渡(du)過(guo)(guo)程(cheng)時(shi)間短,一般在200ms以內,甚至小于(yu)幾十毫秒;另一方面(mian),為滿(man)足超(chao)調(diao)要求(qiu),要求(qiu)過(guo)(guo)渡(du)過(guo)(guo)程(cheng)的前沿(yan)陡(dou),即上升率(lv)要大。
4、節能高
由于伺服系統的(de)(de)快速相應(ying),注(zhu)塑(su)機能(neng)夠根(gen)據自身的(de)(de)需要對供給進行快速的(de)(de)調整(zheng),能(neng)夠有效(xiao)提高注(zhu)塑(su)機的(de)(de)電能(neng)的(de)(de)利用率,從而達到高效(xiao)節能(neng)。
二、伺服系統的主要參數
衡(heng)量伺(si)(si)服(fu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)性(xing)(xing)能的(de)主(zhu)要(yao)指(zhi)標有(you)頻(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)和(he)精度(du)。頻(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)簡稱帶(dai)寬(kuan)(kuan),由系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)頻(pin)(pin)率響應(ying)特性(xing)(xing)來規定,反映(ying)伺(si)(si)服(fu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)跟蹤的(de)快速性(xing)(xing)。帶(dai)寬(kuan)(kuan)越大(da),快速性(xing)(xing)越好。伺(si)(si)服(fu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan)主(zhu)要(yao)受控制(zhi)(zhi)對象和(he)執(zhi)行機(ji)構的(de)慣性(xing)(xing)的(de)限(xian)制(zhi)(zhi)。慣性(xing)(xing)越大(da),帶(dai)寬(kuan)(kuan)越窄。一般伺(si)(si)服(fu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan)小于15赫(he),大(da)型(xing)設(she)備伺(si)(si)服(fu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan)則在1~2赫(he)以下。
自20世紀70年(nian)代以來,由于發展了(le)力矩電機及高靈(ling)敏度(du)測速機,使伺服系(xi)統實(shi)現了(le)直接驅(qu)動,革(ge)除或減小了(le)齒隙和彈(dan)性(xing)變形等(deng)非線(xian)性(xing)因素,使帶寬達到50赫,并成功應(ying)用在(zai)遠(yuan)程導彈(dan)、人造(zao)衛星、精密指揮儀等(deng)場(chang)所。
伺服系統的精度主要決定于所用的測量元件的精度。因此,在伺服系統中必須采用高(gao)(gao)(gao)精(jing)(jing)(jing)度的(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)元(yuan)件,如(ru)(ru)精(jing)(jing)(jing)密電(dian)位器(qi)、自整(zheng)角(jiao)機、旋轉(zhuan)變壓(ya)器(qi)、光(guang)電(dian)編碼器(qi)、光(guang)柵(zha)(zha)、磁柵(zha)(zha)和球柵(zha)(zha)等。此(ci)外,也可(ke)采取附加措施來提高(gao)(gao)(gao)系統(tong)的(de)精(jing)(jing)(jing)度,例如(ru)(ru)將測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)元(yuan)件(如(ru)(ru)自整(zheng)角(jiao)機)的(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)軸通過減速器(qi)與轉(zhuan)軸相連(lian),使轉(zhuan)軸的(de)轉(zhuan)角(jiao)得(de)到放大,來提高(gao)(gao)(gao)相對測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)精(jing)(jing)(jing)度。采用這種(zhong)方案的(de)伺服系統(tong)稱(cheng)(cheng)為精(jing)(jing)(jing)測(ce)(ce)(ce)粗測(ce)(ce)(ce)系統(tong)或雙通道系統(tong)。通過減速器(qi)與轉(zhuan)軸嚙合的(de)測(ce)(ce)(ce)角(jiao)線路稱(cheng)(cheng)精(jing)(jing)(jing)讀數(shu)通道,直接取自轉(zhuan)軸的(de)測(ce)(ce)(ce)角(jiao)線路稱(cheng)(cheng)粗讀數(shu)通道。