第五章服票技术 §51述 一、伺服系统基本概念 伺服系统也称之为随动系统,是以位移、速度或力、力矩等作为被控量 的自动控制系统。 电气控制装置 机械执行 执行元件“装置 由两部分组成 传感器 电气控制装置部分 机械执行装置部分 图5.1伺服系统组成 在控制信号传递路线上,以执行元件作为接口 在反馈信号传递路线上,以传感器作为接口
一、伺服系统基本概念 § 5.1 概述 伺服系统也称之为随动系统，是以位移、速度或力、力矩等作为被控量 的自动控制系统。 1 第五章 伺服系统技术 电气控制装置 机械执行 执行元件 装置 传 感 器 电气控制装置部分 机械执行装置部分 ➢ 在控制信号传递路线上，以执行元件作为接口 ➢ 在反馈信号传递路线上，以传感器作为接口 由两部分组成： 图5.1 伺服系统组成
二、伺服系统基本类型 采用不同的分类方法,可以得到不同类型的伺服系统 按控制原理(或方式)不同 表示的方式有开环、闭环和半闭环三种形式 ◎按被控制量性质不同 有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式 按驱动方式不同 P(kW) 有电气、液压和气压等伺服驱动形式 100 按执行元件不同 10 分为步进电机伺服、直流电机伺服和11 交流电机伺服形式 f(Hz 图5.2伺服系统适用范围
二、伺服系统基本类型 2 采用不同的分类方法，可以得到不同类型的伺服系统 按控制原理（或方式）不同 表示的方式有开环、闭环和半闭环三种形式 按被控制量性质不同 有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式 按驱动方式不同 有电气、液压和气压等伺服驱动形式 按执行元件不同 分为步进电机伺服、直流电机伺服和 交流电机伺服形式 0.1 1 10 100 P(kW) f (Hz) 10 100 1000 图5.2 伺服系统适用范围
三、伺服系统基本要求 ◎精度 指输出量复现输入指令信号的精确程度,通常用稳态误差表示 影响间系统度的因 传感器的灵敏度和精度 、组成元件本身误差伺服放大器的零点漂移和死区误差 各元器件的非线性因素等 2、系统本身结构形式 输入指令信号的形式 响应速度 是衡量伺服系统动态性能的重要指标 ◎调速范围 是伺服系统提供的最高速与最低速之比,即:Mm
3 三、伺服系统基本要求 精度 响应速度 调速范围 指输出量复现输入指令信号的精确程度，通常用稳态误差表示 影响伺服系统精度的因素： 1、组成元件本身误差 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 机械装置反向间隙和传动误差 各元器件的非线性因素等 2、系统本身 结构形式 输入指令信号的形式 是衡量伺服系统动态性能的重要指标 是伺服系统提供的最高速与最低速之比，即： min max n n Rn =
要求: yRn要大,并且在该范围内,速度稳定; 无论高速低速下,输岀力或力矩稳定,低速驱动时,能输岀额定的力 或力矩; 在零速时,伺服系统处于“定”状态,即惯性小。 应变能力和过载能力 应变能力指能承受频繁的启动、制动、加速、减速的冲击; 过载能力指在低速大转矩时,能承受较长时间的过载而不致损坏 四、电气伺服驱动装置 机电一体化系统中较多的采用电气伺服驱动装置,即伺服电机驱动系统。 伺服驱动电机一般是指: 步进电机( Stepping Motor 直流服电机( DC Servo Motor) 交流伺服电机( AC Servo Motor)
应变能力指能承受频繁的启动、制动、加速、减速的冲击； ✓ Rn要大，并且在该范围内，速度稳定； ✓ 无论高速低速下，输出力或力矩稳定，低速驱动时，能输出额定的力 或力矩； ✓ 在零速时，伺服系统处于 “锁定” 状态，即惯性小。 4 应变能力和过载能力 要求： 过载能力指在低速大转矩时，能承受较长时间的过载而不致损坏 四、电气伺服驱动装置 机电一体化系统中较多的采用电气伺服驱动装置，即伺服电机驱动系统。 伺服驱动电机一般是指： 步进电机（Stepping Motor） 直流伺服电机(DC Servo Motor) 交流伺服电机(AC Servo Motor)
种电机驱动的特点 1、步进电机 转角与数字脉冲成比例,可构成直接数字控制 构成廉价的开环系统 ˇ控制系统控制较简单 2、Dc伺服电机 高响应、高功率密度 ˇ可实现高精度的数字控制 换向器件需维护 3、AC伺服电机 具有D伺服电机的全部优点 需要磁极位置检测器 无接触换向器件,维护方便 机电一体化系统对伺服电机的基本要求: 1、性能密度大
5 三种电机驱动的特点： 1、步进电机 ✓转角与数字脉冲成比例，可构成直接数字控制 ✓构成廉价的开环系统 ✓控制系统控制较简单 2、DC伺服电机 ✓高响应、高功率密度 ✓可实现高精度的数字控制 ✓换向器件需维护 3、AC伺服电机 ✓具有DC伺服电机的全部优点 ✓需要磁极位置检测器 ✓无接触换向器件，维护方便 机电一体化系统对伺服电机的基本要求： 1、性能密度大