伺服系统的技术方面的要求—城实维修
工程上对伺服系统的技术方面的要求很具体,由于系统所服务的对象不同、用途殊异,因而对系统的 要求也有差别。但可将技术方面的要求归纳成以下几个方面 ①对系统基础性能的要求,包括对系统稳态性能和动态性能两方面的要求; ②对系统工作体制、可靠性、常规使用的寿命等方面的要求; ③系统需适应的工作环境条件:如温度、湿度、防潮、防化、防辐射、抗振动、抗冲击 等方面的要求; ④对系统体积、容量、结构外型、安装特点等方面的限制 ⑤对系统制造成本、运行的经济性、标准化程度、能源条件……等方面的要求这样一些问题涉及 面很广,限于篇幅,本指导只能针对对系统的基本性能要求,讨论系统模块设计的基本方法,为此,先 将伺服系统稳态性能和动态性能的一般性要求简列如下伺服系统的稳态性能要求有 ①系统静误差(其量纲是角度或长度)。 对闭环控制的伺服系统而言,按线性理论分析应该是无 静差系统,但实际系统的检测装置分辨率有限 ,系统带动被控对象运动总会承受干摩擦 ,这些 都造成实际系统有静误差存在。 ②系统速度误差(角度或长度)。 系统处于等速跟踪状态时,系统输出轴与其输入轴作相等的匀 速运动,在同一时刻,输出轴与输入轴之间的转角差 ③系统最大跟踪误差(角度或长度)。系统输出轴在一定的速度和加速度范围内追随输入轴运 动时,在同一时刻两轴之间最大的差值 ④系统最低平稳跟踪角速度(或速度或转速),是系统输出轴平稳追随输入轴作匀速运动时,系 统输出轴不出现非常明显的步进现象所能达到的最低速度 ⑤系统最大跟踪角速度,是系统输出轴平稳跟随输入轴 ,且不超过的前提下 ,系统所能达到的 最高速度 ⑥最大跟踪角加速度是系统输出轴跟随输入轴,在不超过最大跟踪误差的前提下,系统所能达 到的最大角加速度 ⑦最大角速度、输出最大角加速度,均指不考虑跟踪精度的情况下,系统输出轴所能达到的极 限速度和极限加速度。当然,对系统稳态性能还可有其它的要求或其它的提法,如正弦跟踪状 态下的误差,速度品质系数,加速度品质系数。,连续调速范围等等。 以上介绍稳态误差的时候,均提到系统输出轴跟踪系统输入轴运动,并以两轴之间的瞬时转角 差作为系统的误差值,实际上有些何服系统并没有实际的输入轴存在,输入信号不是依靠转动 输入轴来产生,而是代表输入转角的信号电压或具体的数字代码 伺服系统动态性能要求有 ①系统应是渐近稳定的,并应具有一定的稳定裕量 ②在典型信号输入下,系统的时域响应特性要满足规定的要求,用得最多的是系统处于静止协 调状态下(即零初始条件下),系统对阶跃输入信号的响应特性,通常取最大超调量σ%、 协调时 间(即过渡过程时间)t、振荡次数μ等特征量作定量的评价。 ③系统的频域响应特性,通常用波德图表示出来 ,有时取最大振荡指标 M、系统的频带宽度 a…等特征量作指标 ④当系统稳态运行时(通常以等速跟踪状态下),系统输出轴承受负载力矩作阶跃变化或脉冲 扰动变化时,系统的动态响应特性也是考核的内容,通常取系统动态过程中的最大误差过渡过 程时间等特征量来衡量 ⑤根据系统内部参数的可能变化范围、 被控对象特性的变化范围、 系统工作环境条件的变化 范围,对系统性能的鲁棒性提出要求以上仅仅是简单概括对伺服系统性能要求的几个维度,随 被控对象的不同,对伺服系统的性能要求差别很大。在着手设计系统时,一定要注意用户对系统 所提出的基本性能要求,并以此作为定量设计计算的依据在设计系统时 ,要注意考虑,因 对伺服系统性能的要求是多方面的,每步设计要将有关问题都考虑到,要防止顾此失彼,要善
于综合平衡。这些设计思想,在下面具体介绍每一步设计和每一个设计举例中,都要涉及到, 请读者留意
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