運動控制系統(tǒng)常用計算方法

1、：*15兒特仏動確冊輪仇Jj運動控制系統(tǒng)常用計算方法（一）負(fù)載扭矩計算方法步進電機和交流伺服電機是運動控制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動機。在電機選型過程中，必須首先計算出負(fù)載通過機械傳動系統(tǒng)對電機軸的折算扭矩（T折），下面就幾中常見的機械傳動方式介紹折算扭矩（T折）的計算過程。1、重物提升T折=(mxgxD)/(2xi)N.m2、絲杠螺母傳動T折=l/I(Fxt)/(25xq)+Tb)N.mF=F0+pmgN3、同步帶或齒輪齒條傳動T折=(FxD)/(2xiq)N.mF=F0+pmgN（二）負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算方法在運動控制系統(tǒng)設(shè)計中，負(fù)載通過機械傳動系統(tǒng)對電機軸的折算轉(zhuǎn)動慣量J折）也是常需考慮的因

2、素，這是因為：I）為了提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能，應(yīng)使負(fù)載折算到電機軸上的折算轉(zhuǎn)動慣量與電機軸本身轉(zhuǎn)動慣量之間有一適當(dāng)匹配，這通常通過合理的機械減速機構(gòu)實現(xiàn)。II）在電機選型過程中，特別是在加/減速時間很短（快速啟停）的應(yīng)用場合中，常需計算加速扭矩，這時也需用到負(fù)載對電機軸的折算慣量。以下就幾種常用的傳動方式，介紹負(fù)載通過機械傳動系統(tǒng)對電機軸的折算轉(zhuǎn)動慣量J折的計算方法。1、齒輪或帶輪傳動齒巒J折=J1/i2+J2kg.m22、絲杠螺母傳動J折=mx(t/2n2kg.m2這種直線運動物體對電機軸的轉(zhuǎn)動慣量折算方法只要遵循“具有等效轉(zhuǎn)動慣量的等效構(gòu)件的動能等于遠(yuǎn)機構(gòu)的動能”這一基本原理即可得出，亦即

3、：Is細(xì)國環(huán)2.厚壁圓筒（三）幾種常見幾何體轉(zhuǎn)動慣量的計算方法尺一半牡尺1內(nèi)園半徑R29卜圍T：忙軸踐通過中心與端4、圓柱體軸純通過削松與壞面乘山J-MR3、圓柱體軸線沿凡何軸5、圓盤*II城逋過中心與兒何軸耶it=呼+yML2軸議辿過中心與盤面1亙J=i_2_MR軸踐通過中心與盤撕垂葭剖史7、轉(zhuǎn)動慣量的平行軸定理JL=JC+ML2LC式中：JL:物體對于軸00的轉(zhuǎn)動慣量JC：物體對于平行軸00的轉(zhuǎn)動慣量M：物體質(zhì)量L：兩平行軸的距離剛體對于任何軸的轉(zhuǎn)動慣量，等于剛體對于通過質(zhì)心并與該軸平行的軸的轉(zhuǎn)動慣量加上剛體的質(zhì)量與這兩軸間的距離平方的乘積（四）電機工作扭矩計算方法在最后選取電機時，除了前

4、面計算出的折算負(fù)載扭矩外，還需考慮啟停時的慣性過程帶來的慣性扭矩Ta,尤其在要求快速啟停或負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量特別大時，Ta可能占電機工作扭矩的相當(dāng)部分比例，應(yīng)仔細(xì)核算。假設(shè)電機有如下等加/減速過程：慣性扭矩Ta計算方法為：Ta=（Jm+J折）x（2-l）仏tN.m則電機工作扭矩Tm為：加速時：Tm=T折+TaN.m減速時：Tm=T折-TaN.m實際選取電機時，應(yīng)按加速時所需工作扭矩作為依據(jù)，并根據(jù)具體的應(yīng)用場合，選取合適的安全系數(shù)。（五）電機工作轉(zhuǎn)速及脈沖當(dāng)量的計算方法rin=rpinlnDbp=4.齒輪或帶輪桂動rin=ndrpm&p=養(yǎng)I3.在運動控制系統(tǒng)設(shè)計中，常需根據(jù)被控物體的工作速度（或轉(zhuǎn)速）計算所需電機工作轉(zhuǎn)速（nm），并同時根據(jù)系統(tǒng)控制精度要求選取恰當(dāng)?shù)拿}沖當(dāng)量p）,以便選用具有足夠高脈沖頻率的控制系統(tǒng)。以下就幾種常用的機械傳動方式介紹電