伺服系統(tǒng)分析與綜合-機(jī)電控制工程 高鐘毓

機(jī)電控制工程第五章伺服系統(tǒng)分析與綜合2/4/20231概述內(nèi)容伺服系統(tǒng)基本方案系統(tǒng)性能分析性能改進(jìn)設(shè)計(jì)機(jī)械諧振的控制數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)2/4/20232第一節(jié)伺服系統(tǒng)基本方案伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)“思維”（電指令）→“行動(dòng)”（機(jī)械運(yùn)動(dòng)）盡可能精確和快速的復(fù)現(xiàn)指令的要求閉環(huán)反饋系統(tǒng)通常輸出為點(diǎn)位置或軌跡2/4/20233伺服系統(tǒng)分類按閉環(huán)方式半閉環(huán)全閉環(huán)按信號(hào)處理技術(shù)模擬數(shù)字按執(zhí)行器電動(dòng)液壓……2/4/20234控制器可控能量轉(zhuǎn)換裝置（對象）運(yùn)動(dòng)變換裝置對象測量裝置2/4/20235模擬式伺服系統(tǒng)M-+TG-+指令輸入位置輸出V+V-功放2/4/20236參考脈沖系統(tǒng)2/4/202372/4/202382/4/20239采樣－數(shù)據(jù)系統(tǒng)2/4/2023102/4/2023112/4/202312第二節(jié)系統(tǒng)性能分析一般形式2/4/2023132/4/202314如令2/4/202315靜態(tài)誤差位置誤差系數(shù)Ks＝∞速度誤差系數(shù)Kv＝Kp/Kf加速度誤差系數(shù)Ka＝0瞬態(tài)響應(yīng)2/4/202316調(diào)整時(shí)間ts超調(diào)量σ目標(biāo)：調(diào)整時(shí)間快、超調(diào)量小→Tm小，Kvo大2/4/202317剛度特性定義剛度2/4/202318動(dòng)態(tài)剛度2/4/202319（1）速度誤差為常值，加速度誤差無窮大；（2）有負(fù)載，就有誤差；（3）不能跟蹤任意輸入。2/4/202320第三節(jié)性能改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施加積分校正前饋——提高動(dòng)態(tài)精度辨識(shí)干擾力矩，前饋補(bǔ)償2/4/202321積分校正設(shè)可否加微分？2/4/202322靜態(tài)特性2/4/202323動(dòng)態(tài)特性2/4/202324剛度特性2/4/202325積分“纏繞”2/4/202326克服積分器“纏繞”的方法限制指令輸入條件積分后向計(jì)算與跟蹤2/4/2023272/4/202328復(fù)合控制2/4/20232902/4/202330負(fù)載轉(zhuǎn)矩前饋補(bǔ)償器2/4/202331第四節(jié)機(jī)械諧振的控制機(jī)械諧振問題兩個(gè)和兩個(gè)以上儲(chǔ)能元件且低阻尼高動(dòng)態(tài)機(jī)電控制系統(tǒng)傳動(dòng)元件的彈性低成本機(jī)電控制系統(tǒng)彈性傳動(dòng)元件2/4/2023322/4/2023332/4/2023342/4/2023352/4/202336式中2/4/2023372/4/2023382/4/202339串入雙T網(wǎng)絡(luò)控制器雙T網(wǎng)絡(luò)對象測量裝置2/4/2023402/4/2023412/4/202342取2/4/2023432/4/202344第五節(jié)數(shù)字控制器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)離散化2/4/202345基本函數(shù)的等價(jià)離散化積分2/4/202346微分2/4/202347低通濾波（慣性環(huán)節(jié)）2/4/202348數(shù)字PID控制算法2/4/2023492/4/202350數(shù)字LL控制器2/4/2023512/4/202352數(shù)字控制器的實(shí)現(xiàn)2/4/202353實(shí)驗(yàn)一直流伺服電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)踐基本機(jī)電控制系統(tǒng)的測試、控制器設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)要求測試控制對象的基本參數(shù)設(shè)計(jì)、調(diào)試各回路控制器，使性能最優(yōu)實(shí)現(xiàn)位置環(huán)和速度環(huán)的數(shù)字化2/4/202354