一、伺服系統的性能要求
對伺服系統的基本要求有(you)穩定(ding)性、精度、快速響應性和節能(neng)。
1、穩定性好
作用(yong)在(zai)系(xi)統(tong)上的(de)(de)擾動消(xiao)失后,系(xi)統(tong)能(neng)(neng)夠恢復到原來的(de)(de)穩(wen)(wen)定狀態(tai)下(xia)運行或者在(zai)輸入(ru)(ru)指(zhi)令信號作用(yong)下(xia),系(xi)統(tong)能(neng)(neng)夠達(da)(da)到新(xin)的(de)(de)穩(wen)(wen)定運行狀態(tai)的(de)(de)能(neng)(neng)力,在(zai)給(gei)定輸入(ru)(ru)或外界干擾作用(yong)下(xia),能(neng)(neng)在(zai)短暫的(de)(de)調節(jie)過程后到達(da)(da)新(xin)的(de)(de)或者回復到原有平衡狀態(tai)。
2、精度高
伺(si)服系統的精(jing)度(du)(du)是指輸(shu)出(chu)量能跟隨輸(shu)入量的精(jing)確程(cheng)度(du)(du)。作為精(jing)密加工的數控機床,要求的定位精(jing)度(du)(du)或輪廓加工精(jing)度(du)(du)通(tong)常都(dou)比(bi)較高,允許的偏(pian)差一(yi)般都(dou)在0.01~0.001mm之間。
3、快速響應性好
有兩方面(mian)(mian)含(han)義,一(yi)是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)動態響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)過程(cheng)(cheng)(cheng)中,輸出量隨(sui)輸入指(zhi)(zhi)(zhi)令信號變(bian)化的(de)迅速(su)程(cheng)(cheng)(cheng)度,二是(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)動態響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)過程(cheng)(cheng)(cheng)結束的(de)迅速(su)程(cheng)(cheng)(cheng)度。快速(su)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)性(xing)是(shi)伺服系(xi)統動態品質(zhi)的(de)標志之一(yi),即要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)跟蹤指(zhi)(zhi)(zhi)令信號的(de)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)要(yao)(yao)(yao)快,一(yi)方面(mian)(mian)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)過渡(du)過程(cheng)(cheng)(cheng)時(shi)間短,一(yi)般在200ms以(yi)內,甚至(zhi)小(xiao)于幾十毫秒(miao);另(ling)一(yi)方面(mian)(mian),為滿足超調要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu),要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)過渡(du)過程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)前沿陡,即上升率要(yao)(yao)(yao)大。
4、節能高
由(you)于伺服系統(tong)的(de)(de)快(kuai)速(su)相應,注(zhu)塑機能夠(gou)根據自身的(de)(de)需要對供給進(jin)行快(kuai)速(su)的(de)(de)調整,能夠(gou)有效(xiao)提高(gao)注(zhu)塑機的(de)(de)電能的(de)(de)利用率(lv),從而(er)達到(dao)高(gao)效(xiao)節(jie)能。
二、伺服系統的主要參數
衡量伺(si)服(fu)(fu)系(xi)統(tong)(tong)性(xing)(xing)能的(de)主(zhu)要指(zhi)標(biao)有頻(pin)(pin)(pin)帶寬(kuan)(kuan)度和(he)(he)精(jing)度。頻(pin)(pin)(pin)帶寬(kuan)(kuan)度簡稱帶寬(kuan)(kuan),由系(xi)統(tong)(tong)頻(pin)(pin)(pin)率響(xiang)應特(te)性(xing)(xing)來(lai)規定,反映伺(si)服(fu)(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)跟(gen)蹤的(de)快速性(xing)(xing)。帶寬(kuan)(kuan)越(yue)大,快速性(xing)(xing)越(yue)好。伺(si)服(fu)(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)帶寬(kuan)(kuan)主(zhu)要受控制(zhi)對象和(he)(he)執(zhi)行機構的(de)慣性(xing)(xing)的(de)限(xian)制(zhi)。慣性(xing)(xing)越(yue)大,帶寬(kuan)(kuan)越(yue)窄。一般伺(si)服(fu)(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)帶寬(kuan)(kuan)小(xiao)于15赫,大型設備伺(si)服(fu)(fu)系(xi)統(tong)(tong)的(de)帶寬(kuan)(kuan)則在1~2赫以下(xia)。
自(zi)20世紀70年代以來,由于發展了(le)力矩電機及(ji)高靈敏度測速機,使伺服系統實現了(le)直接驅動,革除或減小了(le)齒隙和(he)彈性變(bian)形等非線(xian)性因素,使帶寬達到50赫,并(bing)成功應(ying)用在遠程導彈、人造衛星、精密指(zhi)揮儀等場所。
伺服系統的精度主要決定于所用的測量元件的精度。因此,在伺服系統中必須采(cai)用(yong)高精度(du)的(de)(de)測(ce)量(liang)元件,如精密電位器(qi)(qi)、自(zi)整角機、旋轉(zhuan)(zhuan)變壓器(qi)(qi)、光電編碼器(qi)(qi)、光柵、磁柵和球(qiu)柵等。此外,也可采(cai)取附(fu)加措施來(lai)提(ti)高系(xi)統的(de)(de)精度(du),例如將測(ce)量(liang)元件(如自(zi)整角機)的(de)(de)測(ce)量(liang)軸通(tong)過減速器(qi)(qi)與轉(zhuan)(zhuan)軸相(xiang)連,使轉(zhuan)(zhuan)軸的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)角得到放(fang)大,來(lai)提(ti)高相(xiang)對測(ce)量(liang)精度(du)。采(cai)用(yong)這種方案(an)的(de)(de)伺服系(xi)統稱為(wei)精測(ce)粗(cu)測(ce)系(xi)統或(huo)雙通(tong)道(dao)系(xi)統。通(tong)過減速器(qi)(qi)與轉(zhuan)(zhuan)軸嚙合的(de)(de)測(ce)角線路(lu)稱精讀數(shu)(shu)通(tong)道(dao),直接取自(zi)轉(zhuan)(zhuan)軸的(de)(de)測(ce)角線路(lu)稱粗(cu)讀數(shu)(shu)通(tong)道(dao)。