數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)

第六章數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)6.1概述6.2開環(huán)控制系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6.3閉環(huán)伺服系統(tǒng)與反饋比較形式6.4直流伺服電機(jī)與調(diào)速系統(tǒng)6.5交流伺服電機(jī)與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16.1概述6.1.1伺服系統(tǒng)的分類數(shù)控伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)（M）、驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路、電力電子驅(qū)動(dòng)放大模塊、電流調(diào)解單元、速度調(diào)解單元、位置調(diào)解單元和相應(yīng)的檢測(cè)裝置（如光電脈沖編碼器G）等組成。一般閉環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。它是一個(gè)三環(huán)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中，外環(huán)是位置環(huán)，中環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。2開環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)系統(tǒng)

（1）按調(diào)節(jié)理論分類3電液伺服控制系統(tǒng)電氣伺服控制系統(tǒng)（2）按使用的執(zhí)行元件分類進(jìn)給伺服系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)（3）按被控對(duì)象分類4（1）高精度由于數(shù)控機(jī)床的動(dòng)作是由伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的，為了保證移動(dòng)部件的定位精度，對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)要求定位準(zhǔn)確。一般要求定位精度達(dá)到0.01～0.001mm；高檔設(shè)備的定位精度要求達(dá)到0.1μm以上。速度控制要求在負(fù)載變化時(shí)有較強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力，以保證速度恒定。這樣才能在輪廓加工中保證有較好的加工精度。6.1.2伺服系統(tǒng)的基本要求

5（2）穩(wěn)定性好穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)，對(duì)伺服系統(tǒng)要求有較強(qiáng)的抗干擾能力。穩(wěn)定性是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的條件，直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。6（3）響應(yīng)快速為了提高生產(chǎn)率，保證加工精度要求伺服系統(tǒng)有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快。這就對(duì)伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能提出了兩方面的要求：一方面，在伺服系統(tǒng)處于頻繁地起動(dòng)、制動(dòng)、加速、減速等動(dòng)態(tài)過程中，為了提高生產(chǎn)效率和保證加工質(zhì)量，要求加、減速度足夠大，以縮短過渡過程時(shí)間，一般電動(dòng)機(jī)速度由零到最大，或從最大減少到零，時(shí)間應(yīng)控制在200毫秒以下，甚至少于幾十毫秒，且速度變化不應(yīng)有超調(diào)；另一方面，當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，過渡過程恢復(fù)時(shí)間要短且無(wú)振蕩，這樣才能達(dá)到光滑的加工表面。7（4）調(diào)速范圍寬目前數(shù)控機(jī)床一般要求進(jìn)給伺服系統(tǒng)的調(diào)速范圍是0～30m/min，有的已達(dá)到240m/min。除去滾珠絲杠和降速齒輪的降速作用。伺服電動(dòng)機(jī)要有更寬的調(diào)速范圍。對(duì)于主軸電動(dòng)機(jī)，因使用無(wú)級(jí)調(diào)速，要求有（1:100）～（1:1000）范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速以及1:10以上的恒功率調(diào)速。（5）低速大轉(zhuǎn)矩機(jī)床在低速切削時(shí)，切深和進(jìn)給都較大，要求主軸電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩較大。現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床，通常是伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠直聯(lián)，沒有降速齒輪，這就要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能輸出較大的轉(zhuǎn)矩。對(duì)于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要是速度和位置控制。8（6）較強(qiáng)的過載能力由于電動(dòng)機(jī)加減速時(shí)要求有很快的響應(yīng)速度，而使電動(dòng)機(jī)可能在過載的條件下工作，這就要求電動(dòng)機(jī)有較強(qiáng)的抗過載能力。通常要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4～6倍而不損壞。

（7）慣性匹配移動(dòng)部件加速和降速時(shí)都有較大的慣量，由于要求系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能好，因而電動(dòng)機(jī)的慣量要與移動(dòng)部件的慣量匹配。通常要求電動(dòng)機(jī)的慣量不小于移動(dòng)部件慣量。96.2開環(huán)控制系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)6.2.1開環(huán)控制系統(tǒng)的組成開環(huán)控制系統(tǒng)不存在反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)輸出只受輸入的控制。開環(huán)控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是控制精度和抑制干擾的能力較差，且對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變動(dòng)敏感。106.2.2步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)流行于上世紀(jì)70年代，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易、維修方便，且控制為全數(shù)字化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，除功率驅(qū)動(dòng)電路之外，其它部分均可由軟件實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。因此，這類系統(tǒng)目前仍有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。目前步進(jìn)電機(jī)僅用于小容量、低速、精度要不高的場(chǎng)合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)備、打印機(jī)、繪圖機(jī)等計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。11步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。由于所用電源是脈沖電源，所以也稱為脈沖馬達(dá)。步進(jìn)電機(jī)和一般電機(jī)不同，一般電機(jī)通電后連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而步進(jìn)電機(jī)則隨輸入的脈沖按節(jié)拍一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，稱為一步。每一步所轉(zhuǎn)過的角度叫做步距角。12

步進(jìn)電機(jī)的角位移量和輸入的脈沖數(shù)成正比。在時(shí)間上與輸入的脈沖同步。因此，只需要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電相序，便可以獲得所需要的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在無(wú)脈沖輸入時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在繞組電源激勵(lì)下，氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有的位置而處于定位狀態(tài)。13步進(jìn)電機(jī)的分類按運(yùn)動(dòng)方式分：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)式步進(jìn)電機(jī)；按工作原理分：反應(yīng)式（磁阻式）、電磁式、永磁式；按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)味问剑◤较蚴剑?、多段式（軸向式）；按使用場(chǎng)合分：功率步進(jìn)電機(jī)和控制步進(jìn)電機(jī)；按相數(shù)分：三相、四相、五相、六相、八相等；按使用頻率分：高頻率和低頻步進(jìn)電機(jī)；

不同的步進(jìn)電機(jī)，其工作原理、驅(qū)動(dòng)裝置也不完全一樣。141.三相單三拍CA'BB'C'A3412

A相繞組通電，B、C相不通電。氣隙產(chǎn)生以A-A為軸線的磁場(chǎng)，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A′極對(duì)齊?！叭唷敝溉嗖竭M(jìn)電機(jī)；“單”指每次只能一相繞組通電；“三拍”指通電三次完成一個(gè)通電循環(huán)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理15CA'BB'C'A3412

同理，B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B′

磁極軸線對(duì)齊；當(dāng)C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30角，1、3齒和C′、C磁極軸線對(duì)齊。1C'342CA'BB'A16

這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。

按ABCA……的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。每一拍轉(zhuǎn)過30°(步距角)，每個(gè)通電循環(huán)周期(3拍)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)了360°而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90°(一個(gè)齒距角)。2.三相六拍

按AABBBCC

CA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。17CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對(duì)齊。

A、B相同時(shí)通電，A、A'磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15，到達(dá)左圖所示位置。18CA'BB'C'A3412

B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B′對(duì)齊,又轉(zhuǎn)過15。3412CA'BB'C'AB、C相同時(shí)通電，C'、C

磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過15。19三相反趙應(yīng)式步吃進(jìn)電動(dòng)辯機(jī)的一扔個(gè)通電恒循環(huán)周期如下：眾AAB乳B辛B頓C古CCA醫(yī)，每個(gè)循環(huán)周期分溉為六拍。專每拍轉(zhuǎn)子渠轉(zhuǎn)過15（步距角日），一個(gè)通電循咐環(huán)周期(6拍)轉(zhuǎn)蜓子轉(zhuǎn)過90(齒距角進(jìn))。與單三富拍相比旬，六拍財(cái)驅(qū)動(dòng)方睜式的步侮進(jìn)角更小，更泳適用于夾需要精煮確定位省的控制脾系統(tǒng)中頁(yè)。3.三相雙三塔拍按ABBCCA的順序給面三相繞組鐵輪流通電。每漿拍有兩靠相繞組遙同時(shí)通茅電。20AB通電CA'BB'C'A3412BC通電3412CA'BB'C'ACA通電CA'BB'C'A3412與單三倡拍方式圣相似，狠雙三拍代驅(qū)動(dòng)時(shí)撫每個(gè)通庭電循環(huán)周期笨也分為杏三拍。漿每拍轉(zhuǎn)嬸子轉(zhuǎn)過30(步距角模)，一個(gè)通電言循環(huán)周勻期(3拍)轉(zhuǎn)租子轉(zhuǎn)過90(齒距統(tǒng)角)。21從上述可正知，步距長(zhǎng)角的大小雙與通電方再式和轉(zhuǎn)子監(jiān)齒數(shù)有關(guān)，偉其大小可虜用下式計(jì)挽算：α＝36菠0o／艙(Zm)Z－轉(zhuǎn)贏子齒數(shù)碧m一運(yùn)控行拍數(shù)22步進(jìn)電歪動(dòng)機(jī)的季主要性鴨能指標(biāo)1.步尿距角2.最杏大靜轉(zhuǎn)先矩3.空載傅啟動(dòng)頻率4.啟借動(dòng)矩頻遺特性5.空隸載運(yùn)行差頻率2324步進(jìn)電機(jī)嚇開環(huán)系統(tǒng)想設(shè)計(jì)要解決的吹主要問題：①動(dòng)力披計(jì)算撞②相傳動(dòng)計(jì)秘算灰③驅(qū)動(dòng)目電路設(shè)蛇計(jì)或選慢擇傳動(dòng)計(jì)遼算選擇曬合適的吼參數(shù)以頂滿足脈奸沖當(dāng)量和進(jìn)給速務(wù)度F的要晉求。圖中：f胖—脈沖犁頻率（HZ）α—批步距角猴（度量）Z1、Z2—傳動(dòng)消齒輪齒數(shù)t—熔螺距(mm)—脈談沖當(dāng)量考（mm）步進(jìn)電機(jī)Z1Z2tf，25傳動(dòng)比選臘擇：為了湊脈該沖當(dāng)量mm，也鞏為了增大請(qǐng)傳遞的扭輝矩，在步妹進(jìn)電機(jī)與隨絲桿之間剩，要增加魯一對(duì)齒輪品傳動(dòng)副，腫那么，傳貍動(dòng)比夾i=Z1/Z2與α、、t之間有佳如下關(guān)么系：α—步京距角，－脈發(fā)沖當(dāng)量昆，t－絲杠導(dǎo)布程。26例1：=在0.01葡mm,若t=替1.5央mm,α=脖1.2兔°步進(jìn)電機(jī)Z1Z2tf，27進(jìn)給速道度F：一般步進(jìn)短電機(jī)：若：δ=延0.01養(yǎng)mm晌則：若：δ參=0.異001嗎mm融則：因此，當(dāng)fmax一定時(shí)網(wǎng)，F(xiàn)max與δ成昆正比，飽故我們幼在談到希步進(jìn)電折機(jī)開環(huán)萌系統(tǒng)的愁最高速券度時(shí)，晴都應(yīng)指場(chǎng)明是在而多大的身脈沖當(dāng)喝量δ下鑒的,否攪則是沒會(huì)有意義覆的。28提高步進(jìn)同電機(jī)開環(huán)歲伺服系統(tǒng)孩傳動(dòng)精度孤的措施影響步進(jìn)私電機(jī)開環(huán)面系統(tǒng)傳動(dòng)蓬精度的因竹素：步進(jìn)電機(jī)啊的步距角她精度；機(jī)械傳動(dòng)趟部件的精魔度；絲桿等機(jī)畫械傳動(dòng)部奧件、支承毀的傳動(dòng)間糧隙；傳動(dòng)件婚和支承絞件的變精形。提高步葛進(jìn)電機(jī)攝開環(huán)系竟統(tǒng)傳動(dòng)積精度的腿措施適當(dāng)提高危系統(tǒng)組成宏環(huán)節(jié)的精拔度；采取各種驢精度補(bǔ)償炒措施。29傳動(dòng)間拼隙補(bǔ)償在整個(gè)錢行程范絡(luò)圍內(nèi)測(cè)詳量傳動(dòng)膽機(jī)構(gòu)傳恨動(dòng)間隙穿，取其常平均值毛存放在怕數(shù)控系割統(tǒng)中的機(jī)間隙補(bǔ)途償單元拔，當(dāng)進(jìn)磁給系統(tǒng)向反向運(yùn)勵(lì)動(dòng)時(shí)，腳數(shù)控系耕統(tǒng)自動(dòng)衫將補(bǔ)償罷值加到鋒進(jìn)給指莖令中，等從而達(dá)填到補(bǔ)償棋目的。螺距誤差腐補(bǔ)償利用計(jì)扎算機(jī)的發(fā)運(yùn)算處改理能力幻玉，可以垂補(bǔ)償滾許珠絲杠尺的螺距娛累積誤吩差，以產(chǎn)提高進(jìn)戴給位移翠精度。方法：丈首先測(cè)青量出進(jìn)嗽給絲杠桶螺距誤薄差曲線惑(規(guī)律醋)，然鞠后可采顛用下列重兩種方滑法實(shí)現(xiàn)攝誤差補(bǔ)告償：硬則件補(bǔ)償秘、軟件土補(bǔ)償。30例2設(shè)X-泛Y工楊作臺(tái)由頑步進(jìn)電睜機(jī)直接聾經(jīng)絲桿衣螺母副推驅(qū)動(dòng)，閑絲桿螺絕距為5域mm，淡步進(jìn)電鞠機(jī)步距朗角為1毛50，工作方佩式三相六魂拍，工作端臺(tái)最大行其程為40菌0mm，錢求：（1）脈黨沖當(dāng)量；（2）爛微機(jī)發(fā)凳出的脈逗沖總數(shù)盤是多少立？31(2)計(jì)留算脈沖數(shù)欺n，由n=L(工作臺(tái)懸最大行程縮慧）所以，混脈沖數(shù)內(nèi)為：n=L/=40判0/0.哀0208楊3=19熄200步解：（1）溪由計(jì)算撿脈沖當(dāng)核量：360=L0已知，L0=5mm駁，=150求脈沖帥當(dāng)量計(jì)算=5踐/36尿01.5圈=0.0腿2083宏(mm)326.3嘩閉環(huán)伺服魂系統(tǒng)與與米反饋比較擇形式6.3.妥1閉環(huán)賊與半閉環(huán)唇伺服進(jìn)給猾系統(tǒng)在閉環(huán)控穿制系統(tǒng)中樓，傳感器妙安裝在控?fù)现颇繕?biāo)部餐件上，直像接檢測(cè)目機(jī)標(biāo)的運(yùn)動(dòng)重，并將目桿標(biāo)的有關(guān)液信息反饋療到控制器刪，由控制盈器進(jìn)行反塊饋控制。樓具有反饋爐環(huán)節(jié)的控嗚制系統(tǒng)具慣有抑制干堤擾的能力塵，控制精悠度較高；搜但是反饋嗚環(huán)節(jié)的引傘入增加了拜系統(tǒng)的復(fù)隨雜性，且賄增益選擇忽不當(dāng)時(shí)可稼能會(huì)導(dǎo)致愈系統(tǒng)不穩(wěn)廳定。336.3背閉環(huán)括伺服系蹄統(tǒng)與與含反饋比掙較形式6.3母.1垃閉環(huán)與符半閉環(huán)羨伺服進(jìn)名給系統(tǒng)在半閉環(huán)姿控制系統(tǒng)擔(dān)中，傳感抓器安裝在宜中間部件緒上，控制且系統(tǒng)根據(jù)牌檢測(cè)到的狗中間部件宿的狀態(tài)參鉆數(shù)推知控傻制目標(biāo)部蛛件的工作另狀態(tài)，從糟而對(duì)控制卡目標(biāo)部件賄的工作狀竟態(tài)進(jìn)行調(diào)牽整，使之襲滿足要求沒。346.3.芒2數(shù)字摘脈沖比較獲伺服系統(tǒng)在進(jìn)給伺恰服系統(tǒng)中捷，脈沖比蠻較伺服系除統(tǒng)應(yīng)用比賭較普遍。螞這是因?yàn)榕荚撓到y(tǒng)結(jié)自構(gòu)較為簡(jiǎn)擾單，易于德實(shí)現(xiàn)數(shù)字揉化的閉環(huán)滿位置控制巡壽。脈沖比背較伺服系新統(tǒng)的檢測(cè)寄元件可以奴是光電脈屠沖編碼器?；蚬鈻?。蒜但普遍采卵用光電編孟碼器作為防位置檢測(cè)柱元件，以自半閉環(huán)形究式構(gòu)成伺蒸服系統(tǒng)。脈沖比撒較伺服馳系統(tǒng)是初將位置膝指令脈寇沖與檢蛙測(cè)元件咳反饋脈手沖在比貴較器進(jìn)屑行比較確，得到本位置偏接差脈沖乞信號(hào)。攔伺服系酷統(tǒng)根據(jù)杯這一偏刑差信號(hào)仇去驅(qū)動(dòng)吳電動(dòng)機(jī)炭，原理痕框圖如攪圖6-乏2所示談。352.土脈沖比丈較伺服循系統(tǒng)組鞏成圖6-兵2是以珍光電編平碼器為注位置檢習(xí)測(cè)元件蠢的脈沖恰比較伺擋服系統(tǒng)售。它主尖要由下振列部分則組成：36(1)籮由計(jì)棕算機(jī)數(shù)上控制裝翻置提供鼻指令的頓脈沖。(2)射反映毀機(jī)床工掩作臺(tái)實(shí)允際位置寬的位置氧檢測(cè)器慨。(3)元完成澤指令信券號(hào)與反汁饋信號(hào)耍相比較托的比較申器。(4)愉將比較器置輸出數(shù)字乳信號(hào)轉(zhuǎn)變討成伺服電男動(dòng)機(jī)模擬洽控制信號(hào)的數(shù)滲/模轉(zhuǎn)換娃器。(5)加執(zhí)行炒元件（冒伺服電朝動(dòng)機(jī)）表。372.脈茂沖比較棒伺服系她統(tǒng)的工容作原理當(dāng)數(shù)控系友統(tǒng)要求工魚作臺(tái)向一逝個(gè)方向進(jìn)兇給時(shí)，經(jīng)淹插補(bǔ)運(yùn)算教得到一系睛列進(jìn)給脈你沖作為指冤令脈沖，狠其數(shù)量代亞表了工作妹臺(tái)的指令違進(jìn)給量，架頻率代表而了工作臺(tái)藍(lán)的進(jìn)給速瞞度，方向來(lái)代表了工齡作臺(tái)的進(jìn)瞇給方向。族以增量式沙光電編碼流器為例，共當(dāng)光電編邊碼器與伺穗服電動(dòng)機(jī)什及滾珠絲唯杠直聯(lián)時(shí)層，隨著伺槐服電動(dòng)機(jī)蔑的轉(zhuǎn)動(dòng)，游產(chǎn)生序列羅脈沖輸出匯，脈沖的刊頻率將隨并著轉(zhuǎn)速的造快慢而升貨降?，F(xiàn)設(shè)擋工作臺(tái)處銷于靜止?fàn)顬a態(tài)。38（1）指丙令脈沖PC=0，沾這時(shí)反郊饋脈沖Pf=0，則Pe=0，停則伺服跑電動(dòng)機(jī)唯的速度廣給定為密零，工蝴作臺(tái)繼遷續(xù)保持叉靜止不病動(dòng)。（2）轎現(xiàn)有正兔向指令PC+=2，薄可逆計(jì)招數(shù)器加距2，在耽工作臺(tái)疏尚未移薪動(dòng)之前龜，反饋射脈沖Pf+=0，權(quán)可逆計(jì)指數(shù)器輸育出Pe=Pc+－Pf+=2－0吸=2，經(jīng)鐵轉(zhuǎn)換，速面度指令為忘正，伺服妙電動(dòng)機(jī)正靜轉(zhuǎn)，工作密臺(tái)正向進(jìn)右給。（3）工砍作臺(tái)正向剃運(yùn)動(dòng)，即屋有反饋脈到?jīng)_Pf+產(chǎn)生，昌當(dāng)Pf+＝１時(shí)，宏可逆計(jì)數(shù)憲器減１，謊此時(shí)Pe=Pc+－Pf+=2－1部＞0，伺武服電動(dòng)機(jī)絞仍正轉(zhuǎn)，咬工作臺(tái)繼迫續(xù)正向進(jìn)劃給。（4）當(dāng)Pf+=2時(shí)，Pe=Pc+－Pf+=2－2惕=0，則推速度指令匠為零，伺脾服電動(dòng)機(jī)臭停轉(zhuǎn)，工惑作臺(tái)停止裙在位置指柜令所要求忘的位置。39當(dāng)指令脈粒沖為反向PC-時(shí)，控制鮮過程與正禍向時(shí)相同近，只是Pe＜0，電工作臺(tái)值反向進(jìn)掩給。當(dāng)采用絕求對(duì)式編碼雪器時(shí)，通昆常情況下攀，先將位瀉置檢測(cè)的紗代碼反饋雁信號(hào)經(jīng)數(shù)嚇碼－數(shù)字丙轉(zhuǎn)換，變循成數(shù)字脈資沖信號(hào)，灣再進(jìn)行脈蘆沖比較。403.砍脈沖比爽較器(1)脈摧沖比較器扁概述脈沖比濁較伺服莫系統(tǒng)是金將PC的脈沖符甘號(hào)與Pf的脈沖畝符號(hào)相屠比較，患得到脈斥沖偏差管信號(hào)Pe。比較器刮為由加減看可逆計(jì)數(shù)草器組成的眨數(shù)字脈沖贊比較器，奴其組成框朋圖如圖6蔥-3所示作。41PC+、PC-和Pf+、Pf-的加、址減定義稈見表6蘇-1。位置指令含義運(yùn)算位置反饋含義可逆計(jì)數(shù)器運(yùn)算PC+正向運(yùn)動(dòng)指令+Pf+正向位置反饋－PC-反向運(yùn)動(dòng)指令－Pf-反向位置反饋＋表6-1PC、Pf的定義42脈沖分懲離電路朱的作用輸是：在出加、減侮脈沖先音后分別銷到來(lái)時(shí)炭，各自肯按預(yù)定貢的要求監(jiān)經(jīng)加法誦計(jì)數(shù)端亮或減法因計(jì)數(shù)端攝進(jìn)入可冊(cè)逆計(jì)數(shù)夏器。若殿加、減咳脈沖同靈時(shí)到來(lái)四時(shí)，則義由該電犁路保證虎先作加鴨法計(jì)數(shù)純，然后位再作減搶法計(jì)數(shù)敘，這樣頭可保證若兩路計(jì)鏡數(shù)脈沖百均不會(huì)呀丟失。43在脈沖擇比較伺命服系統(tǒng)慨中，只扭有實(shí)現(xiàn)伸指令脈剃沖PC和反饋絨脈沖Pf的比較后國(guó)，才能得里出位置的借偏差值△由Pi，所以系四統(tǒng)需要脈館沖比較器不。圖6-搏4為一脈嚷沖比較器劫，其工作優(yōu)原理是A1、A4、A5、A8、A9為或非鬧門；A2、A3、A6、A7為觸發(fā)綁器；A12為8位移順位寄存器氣；A10、A11為單穩(wěn)態(tài)掃觸發(fā)器；臟A13為可逆計(jì)術(shù)數(shù)器。當(dāng)尼PC+與PC-不同時(shí)輸忠出時(shí)，在市A1和A5中同一版時(shí)刻只派有一路屢有脈沖偷輸出，初A9輸出始終勾是低電平忘。如此時(shí)未工作臺(tái)要財(cái)做正向進(jìn)沉給，正向僅指令脈沖逆Pc+出現(xiàn)，體該脈沖踢經(jīng)A1、A2、A3、A4輸出，酬使可逆丑計(jì)數(shù)器盼A13做加法國(guó)計(jì)數(shù)。4445可逆計(jì)榆數(shù)器的池內(nèi)容由弓0變?yōu)楣氛龜?shù)，謹(jǐn)其輸出件經(jīng)轉(zhuǎn)換刊和放大傭后，使顯伺服電孔動(dòng)機(jī)帶橋動(dòng)工作哨臺(tái)正向雀移動(dòng)。遇工作臺(tái)糕移動(dòng)后雀，位置欲檢測(cè)元尺件測(cè)得明代表工瘋作臺(tái)位煙置的正桿向反饋舞脈沖Pf+，該脈威沖經(jīng)A5、A6、A7、A8輸出，使豎可逆計(jì)數(shù)愛器A13做減法箏計(jì)數(shù)。棒此時(shí)，蘋可逆計(jì)柜數(shù)器的惹內(nèi)容就榴是Pc+和Pf+的偏差詞值Pe。當(dāng)可逆唐計(jì)數(shù)器的記內(nèi)容變?yōu)闊?時(shí)，說隔明偏差值Pe=0，即不工作臺(tái)的輔實(shí)際位置霞等于指令踢要求的位遵移，進(jìn)給壞過程結(jié)束龍。反向進(jìn)踢給時(shí)，反叨向指令脈辛沖PC-使可逆賽計(jì)數(shù)器球做減法邪計(jì)數(shù)，憑反向反夾饋脈沖Pf-使可逆計(jì)冰數(shù)器做加佳法計(jì)數(shù)，去其他過程汗和正向進(jìn)績(jī)給相同。46但也有可類能出現(xiàn)指粗令脈沖和饞反饋脈沖站同時(shí)輸入物的情況。竄如出現(xiàn)這漿種情況，販為防止可秩逆計(jì)數(shù)器蘆內(nèi)部操作深因脈沖的抹“競(jìng)爭(zhēng)”菠而產(chǎn)生誤臺(tái)操作，影嬸響脈沖比朱較的可靠妄性，在指機(jī)令脈沖和蕩反饋脈沖剖進(jìn)入可逆博計(jì)數(shù)器之歷前，要進(jìn)述行脈沖分鹿離。如脈環(huán)沖比較器裂輸入端同感時(shí)出現(xiàn)指唇令脈沖和電反饋脈沖裙，則A1、A5的輸出同符時(shí)為0，占使A9輸出為1圓，單穩(wěn)態(tài)聾觸發(fā)器A10、A11有脈沖灰輸出。城A10輸出的負(fù)廣脈沖同時(shí)降封鎖A3和A7，使指哨令脈沖泊和反饋擴(kuò)脈沖不賽能通過毒A3和A7而進(jìn)入可擋逆計(jì)數(shù)器礙。47A11的正脈侍沖輸出扯分成兩演路，先料經(jīng)A4輸出到可晚逆計(jì)數(shù)器扁做加法計(jì)千數(shù)，再經(jīng)辮A12延時(shí)四個(gè)拋時(shí)針周期溉（由時(shí)鐘故脈沖PC產(chǎn)生）通盆過A8輸出到可滑逆計(jì)數(shù)器跳做減法計(jì)脈數(shù)。由于藥脈沖比較巴器具有脈慕?jīng)_分離功仇能，所以校在指令脈回沖和反饋債脈沖不同賊時(shí)出現(xiàn)時(shí)添，脈沖比堤較器進(jìn)行勒正常的脈饅沖信號(hào)比強(qiáng)較。即使端指令脈沖爛和反饋脈助沖同時(shí)出尚現(xiàn)，也由建硬件邏輯梢電路保證冠，先做加鋒法計(jì)數(shù)，緒后做減法俯計(jì)數(shù)，保獸證了兩路耽的脈沖不蘋會(huì)丟失。486.3.葵3相位唉比較伺服呼系統(tǒng)1.相庫(kù)位比較毯伺服系脅統(tǒng)組成相位比較挪伺服系統(tǒng)秋的檢測(cè)元匙件可以是網(wǎng)旋轉(zhuǎn)變壓慨器、感應(yīng)嘆同步器或從磁柵等。警其特點(diǎn)是僅將位置指于令脈沖和背反饋脈沖霉都變成某翁個(gè)載波脈鳴沖的相位圈，在鑒相曲器中進(jìn)行左相位比較憂，得到實(shí)收際相位與鉆給定位置壟相位的相回位差Δ潔。原理框辱圖如圖6伯-5所示已。它主要粥由以下部滾分組成。4950（1）能渴輸出一系艙列具有一歡定頻率的胞脈沖信號(hào)挪，為伺服站系統(tǒng)提供賞一個(gè)相位江比較基準(zhǔn)密的基準(zhǔn)信侮號(hào)發(fā)生器夕。（2）將平來(lái)自計(jì)算意機(jī)數(shù)控裝班置的進(jìn)給驢脈沖轉(zhuǎn)變娘為相位變蛾化信號(hào)的普脈沖調(diào)相跨器。（3）檢痛測(cè)工作臺(tái)蓮位移的位沈置檢測(cè)元爺件（感應(yīng)墻同步器）王。（4）柄將控制鹿信號(hào)與霉反饋信倉(cāng)號(hào)進(jìn)行華比較，兆輸出與性相位差奔成正比帆電壓信耐號(hào)的鑒條相器。（5）將反鑒相器輸蝦出的電壓集信號(hào)進(jìn)行晝功率和電快壓放大的蜘伺服放大基器。51（6）實(shí)現(xiàn)脆電信號(hào)藏到機(jī)械揮位移轉(zhuǎn)貿(mào)換的執(zhí)熱行元件主。根據(jù)感全應(yīng)同步沉器工作縱在相位詢工作方兔式時(shí)有其中，派。賺相位比蛙較的實(shí)綿質(zhì)不是呼脈沖數(shù)晨量上的亦比較，恨而是脈舍沖相位線之間的占比較，梁如超前暮或滯后躍多少。刑實(shí)現(xiàn)相傅位比較須的比較鳴器為鑒口相器。由于旋逢轉(zhuǎn)變壓扭器，感柴應(yīng)同步近器和磁黑柵等檢慈測(cè)信號(hào)差為電壓明模擬信笛號(hào)，同建時(shí)這些撓裝置還逮有勵(lì)磁短信號(hào)，摩故相位唱比較首檔先要解輔決信號(hào)蝕處理問梯題，即毛怎樣形舍成指令勇相位脈舍沖和實(shí)少際相位羞脈沖墊。522.相位澇比較伺服伶系統(tǒng)的工崗作原理脈沖—轎相位變捆換器又克稱脈沖仰調(diào)相器陜，作用曲有兩個(gè)踢：一是乏通過對(duì)謹(jǐn)基準(zhǔn)脈今沖進(jìn)行貧分頻，念產(chǎn)生基隱準(zhǔn)相位憤脈沖幕，由旅該脈沖頭形成的捷正、余極弦勵(lì)磁伍繞組的者勵(lì)磁電講壓頻率片與孔頻率相逗同，感乘應(yīng)電壓柄ud的相位查隨援著工作僚臺(tái)的移提動(dòng)，相眼對(duì)于基渠準(zhǔn)相位繩有霸超前或帽滯后；灶二是通章過對(duì)指敬令脈沖Pc+、PC-的加、減遙，再通過謹(jǐn)分頻產(chǎn)生竊相位超前框或滯后于拉的指河令相位脈攜沖。53由于指令獸相位脈沖餅的相燙位和站實(shí)際相位里脈沖朵的相位均以基面準(zhǔn)相位覽脈沖農(nóng)的相冷位億為基準(zhǔn)邊，因此延，和烤通散過鑒相疑器即能厚獲得拍超前淹，路還是路超前凡，賺或兩者疫相等?？p如(圖6-腰6)所示為Pc+=2時(shí)菜的相位欣比較波守形圖。(1)當(dāng)總無(wú)進(jìn)給指堅(jiān)令時(shí)，即Pc+=0，蓋工作臺(tái)翁靜止，爬指令脈親沖的相雪位優(yōu)與基準(zhǔn)鏟脈沖相頃位榮同相位適，同時(shí)際因工作攀臺(tái)靜止嫌無(wú)反饋心，故實(shí)樂際相位耽也托與基準(zhǔn)念脈沖相米位搭同相位黑，經(jīng)鑒太相器，則速語(yǔ)度控制烤信號(hào)為累零，伺年服電動(dòng)上機(jī)不轉(zhuǎn)籃，工作華臺(tái)仍靜盆止，如顫圖6-槍6a所腐示。54(2)有氏正向進(jìn)給誰(shuí)指令，Pc+=2，在窮指令獲得威瞬時(shí)，工拘作臺(tái)仍靜鼻止，此時(shí)濤，指令脈臭沖的相位牽超前哲基準(zhǔn)相位余，但郊實(shí)際位置疊相位葬保持不變咬，經(jīng)鑒相食器萍，攤速度控制疊信號(hào)大于需零，伺服請(qǐng)電動(dòng)機(jī)正攪轉(zhuǎn)，工作塘臺(tái)正向移兼動(dòng)，如圖佛6-6b鳴所示。(3)隨拴著工作臺(tái)推的正向移貫動(dòng)，有反孩饋信號(hào)產(chǎn)券生，由此近產(chǎn)生的實(shí)照際相位斑超前基傅準(zhǔn)相位紛，但福仍超前址，經(jīng)申鑒相器，速度李控制信床號(hào)仍大變于零，堤伺服電泰動(dòng)機(jī)正泊轉(zhuǎn)，工棚作臺(tái)仍感正向移哈動(dòng)，如鏡圖6-營(yíng)6c所省示。55圖6-犯6相魔位比較靠波形圖56圖6-6鄉(xiāng)豐相位比錢較波形圖57(4)隨偽著工作臺(tái)才的繼續(xù)正藍(lán)向移動(dòng)，粗實(shí)際相位潔超前分基準(zhǔn)相位枝的數(shù)繁值增加，呼當(dāng)招時(shí)，壇經(jīng)鑒相器送，速敲度控制信于號(hào)為零，識(shí)伺服電動(dòng)常機(jī)停轉(zhuǎn)，乘工作臺(tái)停講止在指令機(jī)所要求的幼位置上，體如圖6-璃6d所示改。當(dāng)進(jìn)給機(jī)為反向端指令時(shí)蹦，相位削比較同樹正向進(jìn)備給類似調(diào)。所不租同的是怖指令脈廈沖相對(duì)屈于基準(zhǔn)接脈沖為識(shí)減脈沖辮，故指暫令相位位相狡對(duì)于基猶準(zhǔn)相位股滯倘后，同狼時(shí)，實(shí)凱際相位幻玉相超對(duì)于基隔準(zhǔn)相位耗也豈為滯后薦，經(jīng)鑒霧相器比糾較后所抹得的速謎度指令楊信號(hào)為麗負(fù)，伺繩服電動(dòng)燥機(jī)反轉(zhuǎn)廊，工作倍臺(tái)移動(dòng)妄至指令李位置。58鑒相器隔的輸出尚信號(hào)通雁常為脈濾寬調(diào)制誓波，需士經(jīng)低通晴濾波器蘿去高次范諧波，笑變換為逐平滑的懸電壓信碗號(hào)，作忌為速度辦控制信崖號(hào)，同釀時(shí)，鑒誼相器還捷必須對(duì)疑超前和繳滯后做絲式出判別難，使得訊速度控認(rèn)制信號(hào)Up在正向谷指令為農(nóng)正，在妥反向指判令為負(fù)篩。至于一綁個(gè)脈沖施相當(dāng)于南多少相儀位增量灶，取決芝于脈沖搶—相位算變換器被中的分篩頻系數(shù)N和脈沖當(dāng)腔量。如感救應(yīng)同步器拴一個(gè)節(jié)距志τ=2m卻m（相當(dāng)宴360°斯電角度）座，脈沖當(dāng)只量δ=0生.001略mm/談脈沖，則筐相位增量設(shè)為δ/τ潔×360燈°=0.跡001/梁2×36抬0°=0慢.18°圖/脈沖，炕即一個(gè)脈覺沖相當(dāng)于臥0.18糞°的相位僚移，因此篇需要將一姑個(gè)節(jié)距分斧成200妙0等份，鑒即分頻系僚數(shù)N=2鄙000（雹0.18之°×20臭00=3薯60°）旁。在感應(yīng)立同步器遍中，相廉位角陡與直療線位移學(xué)X成正柳比，當(dāng)休采用旋局轉(zhuǎn)變壓箭器時(shí)，發(fā)相位角伴即抗為角位聚移本身似。593.脈沖少調(diào)相器脈沖調(diào)相餓器是將脈麥沖數(shù)量轉(zhuǎn)炎換成相應(yīng)蹤蝶相位的裝詳置。圖6醉-7為脈陸沖調(diào)相器叮的工作原澡理框圖，卵該系統(tǒng)分邪為基準(zhǔn)分湯頻通道和遍調(diào)相分頻只通道兩部德分。由基岔準(zhǔn)脈沖信枕號(hào)發(fā)生器突產(chǎn)生的基滋準(zhǔn)脈沖信白號(hào)f0分成兩路購(gòu)。一路輸碰入基準(zhǔn)分蓄頻通道，扣通過分頻取、分相和稠濾波電路吃得到兩相糊勵(lì)磁信號(hào)來(lái)和石，刃并經(jīng)功放洗后加于感勢(shì)應(yīng)同步器蒸滑尺的s建in繞組集和cos侄繞組作為謝勵(lì)磁，它竊們與基準(zhǔn)娘信號(hào)有確諸定的相位鄉(xiāng)豐關(guān)系。另爸一路輸入懂調(diào)相分頻挨通道，和姨指令脈沖冠一起作用霜，產(chǎn)生指施令相位信忠號(hào)。6061脈沖調(diào)譜相器的追工作原傳理如下稠：回路雖中有標(biāo)線準(zhǔn)計(jì)數(shù)掏器和X計(jì)數(shù)器，老兩計(jì)數(shù)器復(fù)的分頻數(shù)督相同。在逗基準(zhǔn)脈沖冒信號(hào)觸發(fā)言標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)畝器和X計(jì)數(shù)器賀之前，撕先向X計(jì)數(shù)器輸左入一定數(shù)編量的指令知脈沖PC+。當(dāng)基述準(zhǔn)脈沖弓信號(hào)觸沾發(fā)兩計(jì)衛(wèi)數(shù)器后乞，兩計(jì)捉數(shù)器輸巡壽出的信脖號(hào)頻率抄相同，潑但相位在卻不同乖。由于藥標(biāo)準(zhǔn)計(jì)但數(shù)器是N分頻，朱所以N個(gè)基準(zhǔn)脈揪沖會(huì)使標(biāo)夠準(zhǔn)計(jì)數(shù)器部的輸出變方化一個(gè)周漲期，即3深60°。X計(jì)數(shù)器近輸入端酷同樣接扯收到N個(gè)基準(zhǔn)脈免沖，但由圣于先前X計(jì)數(shù)器已租接收了PC個(gè)正指令刷脈沖，實(shí)泉際上X計(jì)閉數(shù)器接收杰了N+PC個(gè)脈沖鴨，所以犁它的輸芬出在變梢化到3里60°商后，又腔變化了1=（PC/N）×36順0°，即X計(jì)數(shù)器汁的相位井超前了綠標(biāo)準(zhǔn)計(jì)銅數(shù)器1，其波形聰如圖6-蒜8所示。62實(shí)際工作僚中，輸入便指令脈沖視是在基準(zhǔn)召脈沖觸發(fā)珍兩計(jì)數(shù)器罰的同時(shí)進(jìn)輔行的。若椅指令脈沖輛為PC+，則標(biāo)課準(zhǔn)計(jì)數(shù)洗器在接菌收到N1＜N個(gè)基準(zhǔn)躁脈沖，酸即輸出設(shè)還沒有迫到達(dá)一慈個(gè)周期農(nóng)時(shí)，X計(jì)數(shù)器少已經(jīng)接纏收了N1+PC=N個(gè)脈沖，既完成了一榆個(gè)周期?？冉Y(jié)果使X計(jì)數(shù)器脂的相位殊比較標(biāo)穿準(zhǔn)計(jì)數(shù)珍器超前畢了（1=PC+/N×36束0°）像，如圖框6-8握所示。636465利用標(biāo)配準(zhǔn)計(jì)數(shù)范器和X密計(jì)數(shù)器洪實(shí)現(xiàn)數(shù)泰量到相眾位的變緣瑞換時(shí)，邊必須使想基準(zhǔn)脈派沖在向逝兩計(jì)數(shù)軟器輸入感的過程忍中，能事加入一梯定的指淺令脈沖欄。這個(gè)扒功能由痰脈沖加撓減器完程成，如奏圖6-襲10所顏示。定、是由基準(zhǔn)初脈沖發(fā)生耐器發(fā)出的誼在相位錯(cuò)象開180長(zhǎng)°的同頻繼率信號(hào)，偽是主頻頑率，經(jīng)與延非門Ⅰ輸芽出，作為澤計(jì)數(shù)器的躺基準(zhǔn)脈沖敞。是指令碑脈沖的臉同步信召號(hào)。當(dāng)簡(jiǎn)沒有指倒令脈沖得時(shí)，與桶非門Ⅰ騾開，A脈沖由此植通過。當(dāng)甩輸入一個(gè)園PC－指令脈親沖時(shí)，嫁觸發(fā)器1的Q1變?yōu)?，疑觸發(fā)器2的Q2也變?yōu)槲?，由全于匪為0，電封住了廣與非門飾Ⅰ，所采以扣除接了一個(gè)炸序列熟脈沖。耗當(dāng)輸入圓一個(gè)PC+指令脈沖旺時(shí)，觸發(fā)鹽器C3的Q3變?yōu)?，裙觸發(fā)器C4的Q4也變?yōu)?闖。出現(xiàn)故脈沖時(shí)，Q4和B端均為1逐，與非門俱Ⅱ打開，境脈沖進(jìn)入許最后的輸痕出端。由微于、迷錯(cuò)相18堪0°，所宋以使序奧列脈沖中莊插入一個(gè)著序列脈見沖。66圖6-1善0脈沖蛙加減器房誠(chéng)（一）67圖6-1役0脈沖么加減器團(tuán)（二）68為了將唐指令信稼號(hào)與反野饋信號(hào)而進(jìn)行相久位比較作，需要濱應(yīng)用鑒延相器。退圖6-罷11為提半加器蜜鑒相線削路及波炊形圖，傾指令信隊(duì)號(hào)和位搬置信號(hào)仰分別經(jīng)僵觸發(fā)器冒進(jìn)績(jī)?nèi)氚爰游菲鳌０肟霞悠鬏斃瘸龅倪壝钶嫼瘮?shù)祥為。式中為冠指令信號(hào)創(chuàng)的二分之洲一分頻，促為位置信姐號(hào)的二分銳之一分頻筑。若尿、信號(hào)立相位相同液，則或門陶兩輸入端膏同時(shí)為0刑，S=0。饅如植信號(hào)超咳前碧信號(hào)△θ相位，A信號(hào)來(lái)到頑時(shí)，B信號(hào)還沒盯有出現(xiàn)。痰此時(shí)，動(dòng)=1，肝=0，上算與門輸出勢(shì)為1，下隆與門輸出問為0，或勢(shì)門輸出端S=1。4.鑒相糟器69信號(hào)也出夸現(xiàn)時(shí)，蠻=1，勺=1，使草兩與門輸帳出均為0耐，或門輸萬(wàn)出端S=0。么由于滾信號(hào)侵相位超低前，瓶=0時(shí)送，仍有秤=古1，使槽上與門湊輸出為褲0，下斗與門輸擱出為1額，或門撫輸出端京又有S=1，謹(jǐn)直到和序都為0應(yīng)，或門注又為S=0。聚有關(guān)信集號(hào)的波陪形圖見勸圖6-混10。等從圖中暑可以看斧出，S信號(hào)是液一個(gè)周莊期的方咱波脈沖香，它的思波脈寬引度與南、臟兩信號(hào)歉的相位席差△成正比但?？梢陨渫ㄟ^低酸通濾波抽的方法氣取出它剃的直流新分量，述作為相餐位差△的電平般指示。△越大，S端輸出譜方波的塘平均電挖壓越大碎。70信號(hào)是超罰前還是滯假后信號(hào)，周可借助于NE端來(lái)判斷貸。輸出端忙為NE的觸發(fā)器蠅由下訓(xùn)降沿觸發(fā)狡。當(dāng)接于副端的套信號(hào)堅(jiān)超前于糊信號(hào)時(shí)技，領(lǐng)先正于從稅1變?yōu)?牲，觸發(fā)鵲器由嚇信號(hào)的下蠢降沿觸發(fā)責(zé)時(shí)，端悉的信朱號(hào)已為0反，所以NE端也為0左，如圖6娃-10b敲所示。當(dāng)以接于防端的霉信號(hào)滯后輕于信號(hào)時(shí)漿，領(lǐng)先俯從1材變?yōu)?，早觸發(fā)器簽由信財(cái)號(hào)的下降梨沿觸發(fā)時(shí)演，端的俗信號(hào)資仍為1，陷所以NE端也為1樣。71726.3導(dǎo).4填幅值比嗽較伺服植系統(tǒng)幅值比文較伺服蜘系統(tǒng)是暈以位置演檢測(cè)信獸號(hào)的幅董值變化需來(lái)反映專機(jī)械位膀移的大行小，并問以此作訪為位置酒反饋信刃號(hào)，與蹲指令信哲號(hào)進(jìn)行璃比較構(gòu)染成的閉協(xié)環(huán)控制步系統(tǒng)。銅該系統(tǒng)循的特點(diǎn)捆之一是寫所有的冰位置檢晚測(cè)元件萄都工作鼠在幅值初工作方由式。幅駁值比較考伺服系年統(tǒng)常用以感應(yīng)同旋步器和辦旋轉(zhuǎn)變悟壓器作煮為位置景檢測(cè)元安件。幅莖值比較謙伺服系烈統(tǒng)實(shí)現(xiàn)誓閉環(huán)控產(chǎn)制的過大程與相窗位比較暗伺服系起統(tǒng)相類黑似。731.幅值工比較伺服治系統(tǒng)的組端成和工作煙原理(1)寫幅值比較荷伺服系統(tǒng)匪的組成圖6-庫(kù)12是劫采用感垂應(yīng)同步染器作為騙位置檢添測(cè)元件幼的幅值窮比較控詠制系統(tǒng)晚。它主緣瑞要由以付下部分站組成：74①完成指刊令脈沖與棵反饋脈沖原比較的比鏡較器。②將比泡較器輸蠅出數(shù)字慕信號(hào)轉(zhuǎn)晝變成伺慨服電動(dòng)臉機(jī)模擬占控制信餅號(hào)的數(shù)阻/模轉(zhuǎn)郵換器。③將模寫擬控制磨信號(hào)進(jìn)麥行功率跑和電壓賓放大的章伺服放擁大器。④檢測(cè)驚工作臺(tái)串位移的齊位置檢拆測(cè)元件團(tuán)。⑤為感應(yīng)獄同步器正茫、余弦繞億組提供信蝴號(hào)的勵(lì)磁字電路。⑥將定尺斗的輸出信廚號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轭D幅值信號(hào)照的鑒幅器臟。⑦將鑒曬幅器的辦直流電位壓轉(zhuǎn)變岔成反饋裁脈沖的壩電壓－甜頻率變扛換器。⑧實(shí)現(xiàn)忠電信號(hào)梨到機(jī)械湖位移轉(zhuǎn)火換的執(zhí)相行元件朗。75(2)號(hào)幅值比較艦伺服系統(tǒng)資的工作原冤理當(dāng)采用荒幅值工國(guó)作方式沫時(shí)，感晃應(yīng)同步雹器滑尺森正弦繞壓組和分謊別輸入序頻率相郊同、幅輸值成正汪交關(guān)系表的勵(lì)磁偷信號(hào)：式中來(lái)——染勵(lì)磁信號(hào)情的電壓幅索值；——已知駱的電氣角投，系統(tǒng)中典可通過改賤變角的大渴小來(lái)控制攜滑尺勵(lì)磁棵信號(hào)的幅急值；——正眉弦交變友勵(lì)磁信季號(hào)的角跑頻率。76當(dāng)正弦、欠余弦繞組境的勵(lì)磁信猛號(hào)加入后揮，定尺繞蓬組的感應(yīng)許電動(dòng)勢(shì)為栗：式中K——感應(yīng)常系數(shù)；——定恰尺繞組妖與滑尺咳繞組的渡相對(duì)位鳳移角；E0m——定鋸尺繞組陣電動(dòng)勢(shì)惠幅值。77若講，則定克尺繞組承電動(dòng)勢(shì)厘幅值E0m≠0。湖利用這惑個(gè)原理桐，要測(cè)叛量定尺刺與滑尺思之間移賀動(dòng)的位仁移角幅，可指改變勵(lì)秀磁信號(hào)握角敏的設(shè)定嬌值，然霧后，測(cè)幟量E0m的大小饞，當(dāng)設(shè)執(zhí)定值獸變化到鐵使E0m=0，辜即止時(shí)以，就間蹈接地通巴過設(shè)定廈值協(xié)獲得了境定尺和縮慧滑尺之寄間位移幅角揭的實(shí)際繁值。所拳以幅值怖比較伺眉服系統(tǒng)斗中，若便要獲得充和重之糠間的關(guān)鍬系，只尼需要檢宣測(cè)的電運(yùn)動(dòng)勢(shì)即喜可。這好項(xiàng)工作桌由鑒幅俘器來(lái)完水成。為熔了實(shí)現(xiàn)第閉環(huán)控與制，電捐動(dòng)勢(shì)幅盾值需經(jīng)凈電壓－站頻率變傭換電路顧，才能碑變成相基應(yīng)的數(shù)細(xì)字脈沖邁。該數(shù)吵字脈沖瞧一方面阿與指令股脈沖作嫁比較以喚獲得位骨置偏差沾信號(hào)，載另一方翠面作為總修改勵(lì)箭磁信號(hào)桿中磨的設(shè)定艷輸入，鋪使艷跟隨喊的變約化。78幅值比毯較伺服爹系統(tǒng)具臣體的工因作過程翼如下：博初始狀東態(tài)時(shí)工借作臺(tái)靜右止不動(dòng)綠，指令堆脈沖，曉，經(jīng)鑒罷幅器檢測(cè)累定尺繞組肅的電動(dòng)勢(shì)熱幅值為0琴，由電壓?。l率變咳換電路得烏到反饋脈史沖Pf也為0隊(duì)。所以買比較器色輸出的番位置偏推差Pe=PC－Pf=0，伺俘服電動(dòng)機(jī)怕速度給定鬧值為0，誤工作臺(tái)繼覆續(xù)處于靜說止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)系統(tǒng)接蛛收到正的崇指令脈沖PC＞0時(shí)，控工作臺(tái)仍議保持靜止今狀態(tài)，和抄均沒有變驕化，反饋血脈沖Pf仍為0月。因此瀉，比較添器輸出損的位置印偏差Pe=PC－Pf＞0，擊該偏差困是一數(shù)做字量，塔所以在采比較器域和伺服蝕放大器慨之間設(shè)扒有數(shù)－盟模轉(zhuǎn)換焰器，使膨其成為琴伺服系之統(tǒng)的速食度給定倚信號(hào)。79于是，伺權(quán)服電動(dòng)機(jī)裁帶動(dòng)工作掘臺(tái)正向進(jìn)絕給，同步淹感應(yīng)器滑汪尺相對(duì)于蛇定尺產(chǎn)生由位移。此融時(shí)定尺和挖滑尺間的鄭位移角備超前于咱勵(lì)磁信號(hào)工的電氣角密，定聞尺繞組電與動(dòng)勢(shì)幅值E0m＞0，經(jīng)削前置放大馬器、鑒幅齊器和電壓癢－頻率變?nèi)蹞Q器，轉(zhuǎn)欄換成相應(yīng)賄的的反饋趁脈沖Pf。脈沖Pf一方面熄與指令語(yǔ)脈沖作標(biāo)比較，貝獲得位俗置偏差Pe=PC－Pf；另一肯方面輸今入勵(lì)磁倡電路，套作為修夕改勵(lì)磁正信號(hào)電勁氣角吐的設(shè)腸定輸入維，使盡跟隨賠變吧化。若隊(duì)仍有Pe=PC－Pf＞0，溪?jiǎng)t工作深臺(tái)還沒尿有指令骨要求的蘆位置，粒伺服電藏動(dòng)機(jī)繼艷續(xù)帶動(dòng)泉工作臺(tái)合移動(dòng)，敏反饋脈夕沖Pf和勵(lì)磁信燈號(hào)電氣角暮繼續(xù)根變化。直現(xiàn)到使位置土偏差Pe=PC－Pf=0，際伺服電帖動(dòng)機(jī)速烘度給定敗值0。誘此時(shí)，灶=毛，定場(chǎng)尺繞組夫電動(dòng)勢(shì)糞幅值E0m=0，提工作臺(tái)楚又處于致靜止?fàn)羁顟B(tài)。80若系統(tǒng)接絮收到負(fù)的困指令脈沖惠，整個(gè)系鄙統(tǒng)的檢測(cè)單、比較及蒸控制過程種與系統(tǒng)接午收到正的垃指令脈沖零類似。只版是工作臺(tái)篩向反向進(jìn)肅給，定尺旨與滑尺之授間的位移霧角滯左后于勵(lì)磁旗信號(hào)的電資氣角援，被，使維跟隨戒變化，穿直到到達(dá)廈負(fù)向指令趟要求的位席置，工作男臺(tái)又處于皇靜止?fàn)顟B(tài)安。從上可以陜看出，在交幅值比較各伺服系統(tǒng)劇中，勵(lì)磁復(fù)信號(hào)的電云氣角掌是由系統(tǒng)先設(shè)定的，額并跟隨工暮作臺(tái)的進(jìn)渴給而被動(dòng)預(yù)變化的，堪所以可以話利用作為帖工作臺(tái)實(shí)炊際位置的錢測(cè)量值。頓當(dāng)工作臺(tái)蠶到達(dá)進(jìn)給議指令要求艦的位置并土穩(wěn)定后，落有煎，數(shù)偷顯裝置顯城示的電氣抖角，第實(shí)際上就貴是的位移訓(xùn)角，素即工作臺(tái)填的位移量蜓。812.鑒幅冒器82圖6-皮13為薄鑒幅器雹原理圖掛。輸入怒端的e0是感應(yīng)同釀步器定尺鑼繞組的感赴應(yīng)電動(dòng)勢(shì)薯，由式e0=E0msinω霜t可知，e0是交變修電動(dòng)勢(shì)控。該信毯號(hào)首先耳通過低眾通濾波郊器Ⅰ，縫濾去交壯變信號(hào)夢(mèng)中的高芹次諧波厲和干擾育信號(hào)，擊獲得較柏為理想裁的正弦芝波形。千通過運(yùn)虧算放大軌器將信忌號(hào)脆放大?？尤缓?，芳由互為麗反向的寬開關(guān)信赤號(hào)SL和實(shí)撐現(xiàn)通道的柿通斷控制素，其開關(guān)攜頻率與輸貫入信號(hào)相溫同。由圖葉5-14邀a可見，季在e0信號(hào)的短0～π斑區(qū)間，SL=1，使S1接通，e0信號(hào)經(jīng)且、S1，到達(dá)望低通濾謠波器Ⅱ消的輸入姿端UE；e0信號(hào)的π晌～2π區(qū)數(shù)間，=1，蔥使S1接通，e0信號(hào)經(jīng)A1、反向器A2、S2，到達(dá)狗低通濾誼波器Ⅱ成的輸入君端UE。83工作臺(tái)做意正向運(yùn)動(dòng)變時(shí)，由于外反向器A2的作用，袍使e0負(fù)半周也畫變成正半怨周信號(hào)。雷這樣在UE處得到了佩一單向脈草動(dòng)的直流惱信號(hào)。該狹信號(hào)經(jīng)低曠通濾波器怒Ⅱ后，鑒吳幅器輸出迎信號(hào)為一市平滑的直繪流信號(hào)UF。從圖中由可