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机械节制

伺服体系设计步骤及办法

光阴>2019-05-20 21:18:41   作者:   来源:   阅读:1   评论:0

    伺服体系是电机一体化体系,应采纳电机一体化办法停止设计。伺服体系设计,没有一成不变的谜底,也没有同一的办法来获得谜底。分歧请求的伺服体系,可采纳分歧的办法来设计,因而获得布局分歧的伺服体系。即使同样请求的伺服体系,分歧的设计者也可能采纳分歧的设计办法,因而获得分歧的设计计划。

伺服体系设计步骤及办法

  伺服体系布局上的复杂性,决定了其设计过程的复杂性。实际伺服体系的设计是很难一次胜利的,往往都要颠末屡次反复修改和调试能力获得称心的结果。下面仅对伺服体系设计的一样平常步骤和办法作一简略介绍。

伺服体系的布局构成

  电机一体化的伺服节制体系的布局、范例繁多,但从主动节制实践的角度来阐发,伺服节制系同一样平常包含节制器、被控对象、履行关键、检测关键、比较关键等五部分。下图给出了伺服体系构成原理框图。

 

伺服体系设计步骤及办法

  图 伺服体系构成原理框图

  1、比较关键

  比较关键是将输入的指令信号与体系的反馈信号停止比较,以获得输入与输入间的偏差信号的关键,通常由专门的电路或计算机来实现。

  2、节制器

  节制器通常是计算机或PID节制电路,其重要任务是对比较元件输入的偏差信号停止变换处理,以节制履行元件按请求举措。

  3、履行关键

  履行关键的感化是按节制信号的请求,将输入的各种情势的能量转化成机械能,驱动被控对象工作。电机一体化体系中的履行元件一样平常指各种电机或液压、气动伺服机构等。

  4、被控对象

  5、检测关键

  检测关键是指可以或许或许对输入停止测量并转换成比较关键所必要的量纲的装配,一样平常包含传感器和转换电路。

 伺服体系设计请求

  1、稳固性

  伺服体系的稳固性指在体系。的扰动信号消失后,体系可以或许规复到本来的稳固状况下运行,或许在输入的指令信号感化下,可以或许到达的新的稳固运行状况的能力。

  稳固性请求是一项最基本的请求,是包管伺服体系可以或许正常运行的最基本条件。伺服体系在其工作规模内应该是稳固模湮固性重要取决于体系的布局及构成元件的参数,可采纳主动节制实践所供给的各种办法来加以节制。

  2、精度

  伺服体系的精度是指其输入量复现输入指令信号的精确程度。

  体系中各个元件的误差都邑影响到体系的精度,如传感器的灵敏度和精度、伺服放大器的零点漂移和死区误差、机械装配中的反向间隙和传动误差、各元器件的非线性因素等。反映在伺服体系_上就会表示出静态误差、稳态误差和静态误差,伺服体系应在比较经济的条件^下到达给定的精度

  3、疾速相应性

  疾速相应性是指体系输入量疾速跟随输入指令信号变更的能力,它重要取决于体系的阻尼比和固有频率可以或许或许提高疾速相应性,但对体系的稳固性和最大超调量有不利影响,因此体系设计时应该对两者停止优化,使体系的输入相应速率尽量快。

  4、灵敏度

  体系各元件的参数变更等都邑影响体系的机能,体系对这些变更的灵敏度要。体系的机能应不受参数变更的影响。详细措施为:对付开环体系,应严厉挑选各元件;对付闭环体系,对输入通道中元件的挑选模范可适当放宽,对反馈通道的各元件必需严厉挑。改良体系的灵敏度。

伺服体系设计步骤及办法

  一、设计请求阐发,体系计划设计

  首先对伺服体系的设计请求停止阐发,明白其应用场合和目标、基本机能目标及其它机能目标,然后根据现有技术条件拟定几种技术计划,颠末评估、对比,选定一种比较正当的计划。

  计划设计应包含下述一些内容:节制办法抉择;履行元件抉择;传感器及其检测装配抉择;机械传动及履行机构抉择等。计划设计是体系设计的第一步,各构成关键的抉择只是开端的,还要在详细设计阶段进一步修改确定。

  二、体系机能阐发

  计划设计进去后,尽管各详细布局参数还没有确定,也应先根据基本布局情势对其基本机能停止开端阐发。

  首先画出体系方框图,列出体系近似传递函数,并对传递函数及方框图停止化简(一样平常应简化成二阶如下体系),然后在此基础上对体系稳固性、精度及疾速相应性停止开端阐发,此中最重要的是稳固性阐发,如不能称心设计请求,应考虑修改计划或增长校正关键。

  三、履行元件及传感器的抉择

  计划设计只是对履行元件及传感器停止了开端选型,这一步应根据详细速率、负载及精度请求来详细确定履行元件及传感器的参数和型号。

  四、机械体系设计

  机械体系设计包含机械传动机构及履行机构的详细布局及参数的设计,设计中应注意消除各种传动间隙,尽量提高体系刚度、减小惯量及摩擦,分外在设计履行机构的导轨时要防止会发生“爬行”现象。

  五、节制体系设计

  节制体系没计包含信号处理及放大电路、校正装配、伺服电动机驱动电路等的详细设计,如果采纳计算机数字节制,还应包含接口电路及节制器算法软件的设计。节制体系设计中应注意各关键参数的抉择及与机械体系参数的匹配,以使体系具有足够的稳固裕度和疾速相应性,并满意精度请求。

  六、体系机能复查

  统统布局参数确定之后,可从新列出体系精确的传递函数,但实际的伺服系同一样平常都是高阶体系,因而还应停止适当化简,才可停止机能复查。颠末复查如发现机能还槐负,则可调剂节制体系的参数或修改算法,甚至从新设计,直到称心为止。

  七、体系测试试验

  上述设计与阐发都还处于实践阶段,实际体系的机能,还需颠末过程测试试验来确定。测试试验可在模子试验体系上停止,也可在试制的样机上停止。颠末过程测试试验,往往还会发现一些成就,必需采取措施加以解决。

  八、体系设计定案

  颠末上述7个步骤及此中屡次反复而获得称心的结果后,可以或许或许将设计计划确定下来,然后整理设计图样及设计计算说明书等技术文件,准备投入正式临盆。


标签:伺服体系 
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