| 進給伺服系統(tǒng)是電氣、機械等環(huán)節(jié)組成的一個整體，其組成環(huán)節(jié)的特性參數(shù)對組成系統(tǒng)的特性有著較大的影響。從理論上講，可以根據(jù)要求與系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型確定其參數(shù)，但是由于進給伺服系統(tǒng)工作條件復(fù)雜多變，尤其是機械系統(tǒng)的阻尼、剛度、慣量等參數(shù)，尚無完善的計算方法。因此在進行設(shè)計和調(diào)試時，除必要的理論計算外，還必輔之以實驗分析和類比法，利用已有的系統(tǒng)的參數(shù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行新的設(shè)計，這是目前常用的辦法。下面定性分析和介紹幾個重要參數(shù)對系統(tǒng)性能影響及其確定方法。 1. 阻尼 數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的阻尼，主要與伺服驅(qū)動裝置的電感，電阻，電動機的機械部件以及機械傳動機構(gòu)的摩擦阻尼和粘性阻尼有關(guān)。它在系統(tǒng)中的作用是： 阻尼大則系統(tǒng)的伺服剛度高，抗干擾能力強，穩(wěn)定性高。但是定位精度低，定位的離散程度大。由此可知，這兩方面是矛盾的，因此要求精度與抗干擾性之間進行折衷考慮。 例如，采用滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌就是減少機械系統(tǒng)的阻尼。它是提高定位精度的有效措施，但是相對而言系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度將減小，因此，現(xiàn)在有些進給系統(tǒng)設(shè)置了可調(diào)阻尼的阻尼器，或者采用軟件的方法來改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)如阻尼。力求在保證系統(tǒng)具有高精度的的同時，保證系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性能。 2. 慣量 執(zhí)行部件的慣量越小越好，因為慣量越大，時間常數(shù)越大，系統(tǒng)的靈敏度變差，且固有頻率降低()，易發(fā)生共振。但由于剛度、強度等方面的原因，慣量的降低受到的限制。一般要求（交流伺服電機）： 式中： JL ：傳動部件折算到伺服電機輸出軸上的慣量； Jm：電機的慣量。 要滿足上述要求有兩個途徑：①盡可能使執(zhí)行部件折算到電機軸上的慣量減??；② 選用慣量較大的電機為驅(qū)動源。 3. 剛度與固有頻率 剛度是指在沒有指令輸入時，在外力作用下系統(tǒng)抵抗位移變形的能力。即： K=F/δ 固有頻率ωn剛度低則系統(tǒng)的固有頻率降低（），這對閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是不利的，對開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖無影響，但是系統(tǒng)會固剛度不足而引起，失動而造成系統(tǒng)的死區(qū)，這是因為掃行部件受到摩擦力的作用和切削力，使系統(tǒng)的一部分位置指令轉(zhuǎn)化為彈性變形，而實際上執(zhí)行部件無運動。因此，在設(shè)計進給系統(tǒng)時，總是要求進給系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)(尤其是進給傳動環(huán)節(jié))具有足夠的剛度。 系統(tǒng)的固有頻率是由剛度和慣量這兩個主要參數(shù)所決定的，因此，在進給伺服系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)注意各環(huán)節(jié)的固有頻率，一般要求： 機械傳動機構(gòu)的固有頻率應(yīng)高于伺服驅(qū)動系統(tǒng)的固有頻率的2～3倍。 各個環(huán)節(jié)的固有頻率應(yīng)相互借開，以免發(fā)生振動耦合現(xiàn)象。 各個環(huán)節(jié)的固有頻率應(yīng)避開系統(tǒng)的工作頻率范圍，以免在工作頻率上發(fā)生共振。 |
