伺服驱动系统概述.pptx

伺服驱动系统概述; 1.1 伺服系统 伺服(servo) 就是在控制指令的作用下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令的要求进行运动，并满足一定的技术性能指标。;; 按结定值的变化情况可划分为:定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 如CNC机床工作台的控制系统，雷达跟踪控制系统，机械手的运动控制系统等都是典型伺服系统的例子。 ;;1.2 伺服系统的分类及特点 1. 按执行元件分类 根据执行元件的不同，伺服系统可分为电气式、液压式和气压式伺服系统，它们各有其特点和应用范围。;气压式伺服系统 能适应很宽的功率范围，但其频响很低，通常用于频响要求不高且控制精度较低的场合。;;;图 执行元件的种类;表 执行元件的特点及优缺点; 2.按控制原理分类 伺服系统根据控制原理，即根据有无检测环节及其检测部件，可分为开环、半闭环和闭环三种基本的控制方式。 ;;闭环控制系统 它装有各种各样的检测元件。 使用不同的反馈方式。检测元件将被控量(位置、速度等)检测出来，形成与输入指令能比较的信号，形成误差值。 用此误差来控制伺服机构向着消除误差的方向运转，最终达到输出等于输入。 半闭环方式和全闭环方式两种。;半闭环方式 是从电机轴上进行检测(或者从传动链中间轴上进行检测)。 因此它能有效地控制电机的转速和电机的角位移，然后通过滚珠丝杠之类的传动机构，把它转换成工作台或其它移动部件的直线位移。 如果丝杠的精度高、间隙小，伺服精度是可以保证的。 半闭环方式的优点是环路短、刚度好、间隙小，即机械系统的非线性因素对系统的稳定性影响较小，因此稳定性好。 缺点是如果机械传动部分误差过大且误差值又不稳定，那么就难以补偿。;全闭环方式 是直接从机床的移动部件上进行位置检测的，因此它的控制精度不受机械传动相应的影响。全闭环伺服系统的精度高，一般可达(0.001～0.003)mm。 全闭环的环路中不仅有电机，还包括机械传动机构，机械系统的动态参数是非常复杂的，它不仅与部件的刚性和惯量有关，而且还与静压阻尼、油???粘度、滑动面的摩擦特性等因素有关，尤其是这些参数在不同的条件下经常变化，给伺服系统的稳定性带来一定的困难。 全闭环方式主要应用于精度和速度较高的精密和大型机电一体化设备。 ;图5-3 伺服系统的控制原理类型;1.3 机电系统对伺服系统的要求 1. 稳定性 稳定性是一个系统正常工作的先决条件，同时又是系统动作保持一致性的重要条件。为了保证系统的运动精度，要求伺服系统在工作过程中尽量减小受负载变化和电压波动等各种因素的干扰所造成的影响。 ;;3. 高精度 伺服系统的精度指标有两个：其一是定位精度，其二是综合精度。 定位精度是指机械部件由某点移动到另一点时，指令值与实际移动距离的最大差值，它主要是由伺服系统的稳态精度决定的。 综合精度受到许多因素的影响，既受到测量装置、机械部件的几何尺寸、装配间隙等硬件部分固有误差的影响，又受到控制算法、运算误差等软件质量的影响。