工程上對伺服系統的設計技術要求很具體,由于伺服系統所服務的對象不同、用途殊異,因而對伺服系統的要求也有差別?蓪⒓夹g要求歸納為以下幾個方面: 1)對系統基本性能的要求,包括對系統穩態性能和動態性能兩方面的要求。 2)對系統工作體制、可靠性、使用壽命等方面的要求。 3)系統需適應的工作環境條件:如溫度、濕度、防潮、防化、防輻射、抗振動、抗沖擊等方面的要求。 4)對系統體積、容量、結構外形、安裝特點等方面的限制。 5)對系統制造成本、運行的經濟性、標準化程度、能源條件等方面的要求。 這些問題涉及的面很廣,限于篇幅,本章只針對伺服系統的基本性能要求,討論伺服系統設計的基本方法。為此,先將伺服系統穩態性能和動態性能的一般性要求簡述如下。 (1)伺服系統的穩態性能要求1)系統靜誤差es(其量綱是角度或長度)。對閉環控制的伺服系統而言,按線性理論分析應該是無靜差系統,但實際系統的檢測裝置分辨力有限,系統帶動被控對象運動總會承受于摩擦,這些都造成實際系統有靜誤差es存在。 2)系統速度誤差ev(角度或長度)。系統處于等速跟蹤狀態時,系統輸出軸與其輸入軸作相等的勻速運動,在同一時刻,輸出軸與輸入軸之間的轉角差。 3)系統****跟蹤誤差em(角度或長度)。系統輸出軸在一定的速度和柏速度范圍內追隨輸入軸運動時,在同一時刻兩軸之間****的差值。 4)系統****平穩跟蹤角速度Ωmin(或速度vmin或轉速n min)是系統輸出軸平穩追隨輸入軸作勻速運動時,系統輸出軸不出現明顯的步進現象所能達到的****速度。 5)系統****跟蹤角速度Ωmax(或vmax或nmax),是系統輸出軸平穩跟隨輸入軸,且不超過系統速度誤差ev的前提下,系統所能達到的****速度。 6)****跟蹤角加速度εmax(或amax),是系統輸出軸跟隨輸入軸,在不超過****跟蹤誤差em的前提下,系統所能達到的****角加速度。 7)****角速度Ωlim(或vlim或nlim)、輸出****角加速度εlim(或alim),均指不考慮跟蹤精度的情況下,系統輸出軸所能達到的極限速度和極限加速度。 當然,對系統穩態性能還有其他的要求或其他的提法,如正弦跟蹤狀態下的誤差、速度品質系數Kv、加速度品質系數Ka、連續調速范圍D等。 以上介紹穩態誤差的時候,均提到系統輸出軸跟蹤系統輸入軸運動,并以兩軸之間的瞬時轉角差作為系統的誤差值,實際上有些伺服系統并沒有實際的輸入軸存在,輸入信號不是依靠轉動輸入軸來產生,而是代表輸入轉角的信號電壓或具體的數字代碼。 (2)伺服系統動態性能要求1)系統應是漸近穩定的,并應具有一定的穩定裕量。 2)在典型信號輸入下,系統的時域響應特性要滿足規定的要求,用得最多的是系統處于靜止協調狀態下(即零初始條件下),系統對階躍輸入信號的響應特性,通常取****超調量MP%、協調時間(即過渡過程時間)ts、振蕩次數Ⅳ等特征量作定量的評價。 3)系統的頻域響應特性,通常用波德圖表示,有時取****振蕩指標Mr、系統的頻帶寬度ωb等特征量作指標。 4)當系統穩態運行時(通常以等速跟蹤狀態下),系統輸出軸承受負載力矩作階躍變化或脈沖擾動變化時,系統的動態響應特性也是考核的內容,通常選取系統動態過程中的****誤差e1、過渡過程時間ts等特征量來衡量。
5)根據系統內部參數的可能變化范圍、被控對象特性的變化范圍、系統工作環境條件的變化范圍,對系統性能的魯棒性提出要求。 以上僅僅是簡要概括對伺服系統性能要求的幾個方面,隨被控對象的不同,對伺服系統的性能要求差別很大。在著手設計伺服系統時,必須注意用戶對系統所提出的基本性能要求,并以此作為定量設計計算的依據。
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