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伺服系统设计要求

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伺服系统设计要求

发布日期:2022-09-01 作者: 点击:

  伺服系统设计要求

  1.稳定

  伺服系统的稳定性是指系统上的扰动信号消失后,系统恢复到原来的稳定状态,或在输入指令信号的作用下达到新的稳定运行状态的能力。

  稳定性要求是保证伺服系统正常运行的基本要求,也是最基本的条件。

  2. 精确

  伺服系统的精度是指其输出再现输入指令信号的精度。

  系统中各部件的误差会影响系统的精度,如传感器的灵敏度和精度、伺服放大器的零漂和死区误差、机械装置中的齿隙和传动误差、每个组件的非线性因素。反映在伺服系统_会表现出动态误差、稳态误差和静态误差,伺服系统应该在相对经济的条件下达到给定的精度。

  3. 反应快

  快速响应是指系统输出快速跟随输入指令信号变化的能力。它主要取决于系统的阻尼比和固有频率。它可以提高快速响应,但对系统的稳定性和最大超调量有不利影响。因此,在系统设计时都应该对两者进行优化,使系统的输出响应速度尽可能快。

  4. 灵敏度

  系统各组成部分的参数变化都会影响系统的性能,系统对这些变化的敏感性应该很小,即系统的性能不应该受到参数变化的影响。具体措施是:对于开环系统,要严格选择元器件;对于闭环系统,可以适当放宽输出通道的元件选择标准,而必须严格选择反馈通道的元件,以提高系统的灵敏度。

  一、伺服系统设计步骤及方法

  1.设计需求分析, 系统方案设计

  首先分析伺服系统的设计要求,明确其应用场合和用途、基本性能指标等性能指标,然后根据现有技术条件制定若干技术方案,经过评估比较后选择更合理的方案。

  方案设计应包括以下内容:控制方法的选择;执行器的选择;传感器及其检测装置的选择;机械传动和执行器的选型等。原理图设计是系统设计的第一步,各部件的选型只是初步的,需要在详细设计阶段进一步修改确定。

  2.系统性能分析

  方案设计完成后,虽然具体结构参数尚未确定,但应根据基本结构形式对其基本性能进行初步分析。

  先画出系统的框图,列出系统的近似传递函数,并简化传递函数和框图(一般应简化为二阶以下的系统),然后在此基础上求出稳定性, 对系统的准确性和快速响应进行了初步分析。分析,其中最重要的是稳定性分析,如果不能满足设计要求,应考虑修改方案或增加修正环节。

  3.执行器和传感器的选择

  方案设计只是对执行器和传感器的初步选择。在此步骤中,应根据具体的速度、负载和精度要求确定执行器和传感器的参数和型号。

  4.机械系统设计

  机械系统设计包括机械传动机构和执行机构的具体结构和参数设计。在设计中应注意消除各种传动间隙,提高系统刚度,尽可能减少惯性和摩擦力,特别是在设计执行器的导轨时。

  5.控制系统设计

  控制系统不包括信号处理和放大电路、校正装置、伺服电机驱动电路等的详细设计。如果采用计算机数字控制,还应包括接口电路和控制器算法软件的设计。在控制系统的设计中,应注意各环节参数的选择以及与机械系统参数的匹配,使系统具有足够的稳定裕度和快速响应,满足精度要求。

    6.系统性能审查

  在所有结构参数都可以重新列出系统的确切传递函数,但实际的伺服系统一般是高阶系统,因此在进行性能审查之前应进行适当的简化。 如果审查后发现性能不理想,可以调整控制系统的参数或修改算法,甚至重新设计。

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