干摩擦對系統(tǒng)的影響

干摩擦對系統(tǒng)的影響被控對象的機(jī)械運動。這種相對運動必然會引起摩擦，反映到電機(jī)軸上，即為摩擦力矩，可分為干摩擦力矩和阻尼摩擦力矩。在工程設(shè)計上，阻尼摩擦力矩一般可以認(rèn)為與相對速度成比例關(guān)系，干摩擦力矩雖然常簡化為定值，但其實際上比較復(fù)雜。干摩擦力矩特性的近似表示其可用下式表示：實際上，比較接近實際摩擦力矩特性的為圖a。其呈現(xiàn)一種非線性特性，這給系統(tǒng)的工作品質(zhì)帶來不可忽視的影響。

當(dāng)系統(tǒng)在平衡位置附近，其誤差信號小，執(zhí)行電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動力矩小于摩擦力矩時，則系統(tǒng)就帶不動負(fù)載，而保持靜誤差。顯然，摩擦力矩越大，系統(tǒng)靜差越大。1.系統(tǒng)低速不平滑伺服系統(tǒng)受到的主要負(fù)載為慣性力矩和摩擦力矩。其可用如下方程組描述：取，則有參照圖a，如果滿足則電機(jī)不穩(wěn)定(出現(xiàn)在低速情況)，即低速不平滑步進(jìn)現(xiàn)象。從伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性分析，無論將伺服系統(tǒng)設(shè)計為I型系統(tǒng)還是II型系統(tǒng)，在一般增益條件下，均會產(chǎn)生振蕩。若調(diào)速系統(tǒng)要求的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速低于振蕩幅度，則會出現(xiàn)跳動不平滑現(xiàn)象。2.減小低速“跳動”措施引起低速跳動原因多方面，但主要因素是摩擦問題。技術(shù)上可以采取下列措施來減小這種低速跳動。1.設(shè)計時，盡量從傳動方式、潤滑條件、表面光潔度等方面考慮，盡量減小摩擦負(fù)載；2.電機(jī)機(jī)械特性盡量硬，即盡量大，避免電機(jī)低速出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，常采用速度負(fù)反饋來增加電機(jī)的機(jī)械特性硬度。3.相同速度條件下，增大系統(tǒng)運動部分轉(zhuǎn)動慣量，可改善系統(tǒng)的平滑性。不過這會影響到系統(tǒng)的快速性。系統(tǒng)作大失調(diào)角調(diào)轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)動慣量大，會出現(xiàn)過大的超調(diào)和振蕩。也可通過加速度負(fù)反饋來實現(xiàn)，也可改善系統(tǒng)低速平滑性，且不會在進(jìn)行大失調(diào)角調(diào)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)超調(diào)和振蕩，但仍會對系統(tǒng)快速響應(yīng)有影響。4.盡量增加系統(tǒng)開環(huán)中頻段長度，降低系統(tǒng)零輸入相應(yīng)的振蕩性，增加低速平滑跟蹤范圍。5.采用力矩電機(jī)，減少整個傳動系統(tǒng)干摩擦。6.采用PWM控制方式，通過電機(jī)軸的微顫，克服靜摩擦，變?yōu)閯幽Σ?。機(jī)械諧振對系統(tǒng)的影響及其補償機(jī)械傳動過程中，機(jī)械傳動軸會有不同程度的彈性扭轉(zhuǎn)變形，且這種變形造成的機(jī)械諧振隨系統(tǒng)頻帶的拓寬對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響越明顯。自系統(tǒng)開環(huán)頻率特性中，當(dāng)機(jī)械諧振頻率點出現(xiàn)在系統(tǒng)通頻帶之外，則只影響系統(tǒng)特性的高頻段，對系統(tǒng)動態(tài)特性影響很小；當(dāng)機(jī)械振頻率在系統(tǒng)中頻段，則對系統(tǒng)影響很大，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。(詳細(xì)分析，可簡單說明)消除或補償措施當(dāng)系統(tǒng)要求的動態(tài)相應(yīng)較高，系統(tǒng)頻帶較寬，且被控對象轉(zhuǎn)動慣量較大，則機(jī)械諧振就不能忽略。補救措施：1.盡可能提高機(jī)械傳動裝置的剛度，增加彈性模量。2.增加機(jī)械阻尼。使阻尼系數(shù)超過0.5。3.采用串聯(lián)補償。串聯(lián)二階微分環(huán)節(jié)構(gòu)成的陷波濾波器，使濾波器諧波頻率與系統(tǒng)諧振頻率一致。由于環(huán)境變化，參數(shù)很難保持不變，該方法僅是能近似消除機(jī)械諧振影響。4.采用狀態(tài)反饋重新配置極點，消除機(jī)械諧振。5.采用兩套機(jī)械傳動裝置。一套用于連接負(fù)載；一套用于連接測角反饋元件。從而消除機(jī)械諧振對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。傳動間隙對系統(tǒng)的影響及其補償影響：

1.對系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)性能均有影響；2.由于傳動間隙的存在，會限制系統(tǒng)精度的提高；3.由于傳動間隙的存在，對II型系統(tǒng)必然會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)定的自振蕩。因此，在系統(tǒng)設(shè)計時，閉環(huán)只設(shè)計成I型系統(tǒng)，并保留有較大的穩(wěn)定裕量。消除方法1.傳動裝置設(shè)計時，盡量減少間隙，特別是最后一級的間隙要消除。(對于小功率系統(tǒng)，最后一級齒輪可采用雙層齒輪，采用彈性嚙合方式)2.采用兩套傳動鏈，一套用于動力傳動鏈，連接負(fù)載；一套采用精密傳動方式用于數(shù)據(jù)鏈，將動力傳動鏈的間隙置于系統(tǒng)閉環(huán)之外，避免系統(tǒng)的自振蕩。3.采用雙電機(jī)(或多電機(jī))傳動；即采用兩齒輪帶動同一齒輪方式進(jìn)行。在零輸入時，兩電機(jī)產(chǎn)生相反的控制力矩達(dá)到消除齒輪間隙的目的。當(dāng)有控制信號后，則兩電機(jī)輸出力矩進(jìn)行動態(tài)調(diào)整(具體介紹