一、伺服系統的性能要求
對伺服系統的(de)基本(ben)要求(qiu)有(you)穩定性、精(jing)度、快(kuai)速響應性和節(jie)能。
1、穩定性好
作用在(zai)系統(tong)上的擾動(dong)消失后,系統(tong)能(neng)(neng)夠(gou)(gou)恢復(fu)到(dao)原(yuan)來的穩定狀(zhuang)態(tai)下(xia)運(yun)行(xing)(xing)或(huo)(huo)者(zhe)在(zai)輸(shu)入(ru)指令信號作用下(xia),系統(tong)能(neng)(neng)夠(gou)(gou)達(da)(da)到(dao)新的穩定運(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)的能(neng)(neng)力,在(zai)給定輸(shu)入(ru)或(huo)(huo)外界干擾作用下(xia),能(neng)(neng)在(zai)短暫的調(diao)節過程后到(dao)達(da)(da)新的或(huo)(huo)者(zhe)回復(fu)到(dao)原(yuan)有平(ping)衡狀(zhuang)態(tai)。
2、精度高
伺服系統的(de)精(jing)(jing)度是(shi)指(zhi)輸出(chu)量能(neng)跟隨輸入(ru)量的(de)精(jing)(jing)確程度。作為精(jing)(jing)密加工(gong)的(de)數(shu)控機床,要(yao)求的(de)定位精(jing)(jing)度或輪廓加工(gong)精(jing)(jing)度通常都比較(jiao)高,允許的(de)偏差一般都在(zai)0.01~0.001mm之間。
3、快速響應性好
有兩(liang)方(fang)(fang)面(mian)含義,一(yi)是(shi)(shi)指動(dong)態響應(ying)過程(cheng)(cheng)(cheng)中,輸出量隨(sui)輸入(ru)指令信號變化的(de)(de)迅速程(cheng)(cheng)(cheng)度,二是(shi)(shi)指動(dong)態響應(ying)過程(cheng)(cheng)(cheng)結束的(de)(de)迅速程(cheng)(cheng)(cheng)度。快速響應(ying)性(xing)是(shi)(shi)伺服系(xi)統(tong)動(dong)態品質(zhi)的(de)(de)標志之一(yi),即要(yao)(yao)(yao)求(qiu)跟(gen)蹤指令信號的(de)(de)響應(ying)要(yao)(yao)(yao)快,一(yi)方(fang)(fang)面(mian)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)過渡過程(cheng)(cheng)(cheng)時間短,一(yi)般在(zai)200ms以內,甚至小于幾十毫秒(miao);另一(yi)方(fang)(fang)面(mian),為滿足超調要(yao)(yao)(yao)求(qiu),要(yao)(yao)(yao)求(qiu)過渡過程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)前沿陡(dou),即上升率(lv)要(yao)(yao)(yao)大。
4、節能高
由于(yu)伺服系統的快速相(xiang)應,注塑(su)機能(neng)夠根據自身的需要對供(gong)給(gei)進(jin)行(xing)快速的調整,能(neng)夠有效提高注塑(su)機的電能(neng)的利用率,從而達(da)到高效節(jie)能(neng)。
二、伺服系統的主要參數
衡(heng)量伺服(fu)系(xi)統(tong)(tong)性(xing)能的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)指標有(you)頻(pin)帶寬(kuan)度(du)和精(jing)度(du)。頻(pin)帶寬(kuan)度(du)簡稱帶寬(kuan),由系(xi)統(tong)(tong)頻(pin)率響應特性(xing)來規定,反映伺服(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)跟(gen)蹤的(de)(de)快速性(xing)。帶寬(kuan)越大,快速性(xing)越好。伺服(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)帶寬(kuan)主(zhu)(zhu)要(yao)受控制對象和執(zhi)行機(ji)構的(de)(de)慣性(xing)的(de)(de)限制。慣性(xing)越大,帶寬(kuan)越窄。一般伺服(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)帶寬(kuan)小于(yu)15赫,大型設(she)備伺服(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)帶寬(kuan)則在1~2赫以下。
自20世紀70年代以來,由(you)于發(fa)展了(le)力矩電機及高(gao)靈(ling)敏度測速機,使伺服系統實現了(le)直接驅(qu)動(dong),革除或(huo)減小了(le)齒隙和彈(dan)性(xing)變形等非線(xian)性(xing)因素,使帶寬達到50赫,并成功應用在遠(yuan)程導彈(dan)、人造衛星、精密指(zhi)揮儀(yi)等場所。
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(zhong)必須采(cai)用(yong)高精(jing)度的(de)(de)測量(liang)元件(jian),如精(jing)密電(dian)位(wei)器(qi)(qi)、自(zi)整角(jiao)機、旋(xuan)轉(zhuan)變(bian)壓器(qi)(qi)、光電(dian)編碼器(qi)(qi)、光柵、磁柵和球柵等。此(ci)外,也可采(cai)取(qu)附(fu)加措施來(lai)(lai)提(ti)高系統的(de)(de)精(jing)度,例如將測量(liang)元件(jian)(如自(zi)整角(jiao)機)的(de)(de)測量(liang)軸(zhou)通(tong)(tong)過減(jian)速器(qi)(qi)與(yu)轉(zhuan)軸(zhou)相(xiang)連,使轉(zhuan)軸(zhou)的(de)(de)轉(zhuan)角(jiao)得到放大,來(lai)(lai)提(ti)高相(xiang)對測量(liang)精(jing)度。采(cai)用(yong)這種方案的(de)(de)伺服系統稱為精(jing)測粗測系統或雙通(tong)(tong)道(dao)系統。通(tong)(tong)過減(jian)速器(qi)(qi)與(yu)轉(zhuan)軸(zhou)嚙(nie)合的(de)(de)測角(jiao)線路稱精(jing)讀(du)數(shu)通(tong)(tong)道(dao),直接取(qu)自(zi)轉(zhuan)軸(zhou)的(de)(de)測角(jiao)線路稱粗讀(du)數(shu)通(tong)(tong)道(dao)。