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伺服系统有哪些动态参数

信息来源:中国数控机床网 发布日期:2019年12月25日  

 

伺服系统动态参数

1、时间响应性

时间响应特性是反映系统对迅速变化的指令是否可以迅速跟踪的特性,它由瞬态响应和稳态响应两个部分组成。该系统包含多个储能元件,所以当输入量传输到系统时,系统输出不能立刻按照输入量的变化,要在系统达到稳定之前体现为瞬态响应过程(或叫过度过程)。稳定响应是指加入时间t趋向无穷大时系统的输出状况。如果在稳态时,输出与输入无法完全一致,那么就认为系统有稳态误差。 系统的时间响应特性不但决定于系统结构、性能(如一阶系统和二阶系统就不同),并且也决定于输入信号的种类,且随加工目标的不同和切削用量的不同而转变。尤其考虑到启动、停车、正反方向等控制情况,各坐标轴速度信号的变化极为复杂。

2、频率响应特性

时间响应特性是从微分方程出发,研究系统响应随时间的变化规律,即在已知传递函数的情况下,从系统在节跃输入及斜坡输入期间响应速度及振荡过程的状况中来获得动态特性参数。但是在许多情况下,传递函数模糊,所以只能通过实验方法获得动态特性的。所谓频率响应特性,便是系统对正弦输入信号的反映,即它是通过考虑系统对正弦输入信号响应的规律来获得它的动态特性。由于频率特性和传递函数有着密切的关系,所以在工程中的应用越来越多。可以从频率响应数据拟合成传递函数从而建立数学模型。

3、稳定性分析

对控制系统的基本要求是工作的稳定性。只有稳定的工作才能进一步探讨性能指标。系统的稳定受多种因素的影响,其中包括机械传动部件的惯性、阻尼、刚性和传动比。为考察机械传动部件的参数对系统稳定性的影响,根据稳定判断式编制计算程序。

4、快速性分析

所谓快速性分析是指分析系统的快速响应性能,快速性反映了系统的瞬态质量。

解释系统快速性的方法不少,有直接求解法、间接评价法以及计算机模拟法等。直接求解法较为麻烦,且难以得到系统结构和参数对于瞬态质量的影响规律;计算机仿真十分简便,而且还能适用于复杂系统结构、多变量系统以及非线性系统等某些难以得到数学模型的系统,但是它需要一套软件以及上机条件。间接评价法,方法比较简单,而且能明显地看到系统结构以及参数对于瞬态质量的影响,所以广泛地运用在系统分析和设计。

关于线性进给伺服系统,因为它包含各种电路、机电转换装置以及机械传动机构,系统各个环节都有时间常数,对于高频信号不能及时反应,仅仅是一个低通滤波器。这类系统的通频带宽,对高频信息响应速度快,是以从开环频率特性图看,应该要提高闭环回路的响应速度。

5、伺服精度

伺服精度的大小用误差的大小来平衡,常讲的伺服误差是伺服系统稳态时的指令位置和实际位置的差,它反映系统的稳态质量。理想的伺服系统是在任何时刻输出和输入都是同步的,没有误差,然而这是不可能的。形成不同步的原因有很多,系统因为本身动态特性,外加负载以及内部扰动等等都可能造成实际位置与指令位置的偏移。

想要求出伺服误差,一定要分别求出系统在输入信号以及外加负载等等信号的共同作用下发生的输出响应,而后按照线性系统的叠加原理将所有的响应叠加起来从而知道实际位置,然后用指令位置减去实际位置就能得到伺服误差。