位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 09:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ： 位置隨動(dòng)系統(tǒng)通常由測(cè)量元件、放大元件、伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、齒輪系及繩輪等基本環(huán)節(jié)組成，它通常采用負(fù)反饋控制理論進(jìn)行工作，其原理如圖11所示。 在圖11中，測(cè)速元件作為電路器和組成的橋式測(cè)量電路。負(fù)載就固定在電位器的滑臂上，因此電位器的輸出電壓和輸出位移成正比。當(dāng)輸入位移變化時(shí)，在電橋的兩端得到偏差電壓 ，經(jīng)放大器放大后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，并通過(guò)齒輪系帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)，使偏差減小。當(dāng)偏差時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，負(fù)載停止移動(dòng)。此時(shí),表明輸出位移與輸入位移相對(duì)應(yīng)。測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋與電動(dòng)機(jī)速度成正比，用以增加阻尼，改善系統(tǒng)。、功能特性說(shuō)明 ：作為常用的位置檢測(cè)裝置，將角位移或者直線位移轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)的幅值或相位。自整角機(jī)作為角位移傳感器，在位置隨動(dòng)系統(tǒng)中是成對(duì)使用的。與指令軸相連的是發(fā)送機(jī)，與系統(tǒng)輸出軸相連的是接收機(jī)。 = (11) 這里=。在零初始條件下，對(duì)上式求拉普拉斯變換，課求得電位器的傳遞函數(shù)。則其傳遞函數(shù)如下式所示: == （12） 圖12自整角機(jī) 功率放大器： = 由于運(yùn)算放大器具有輸入阻抗很大，輸出阻抗小的特點(diǎn)，在工程上被廣泛用來(lái)作信號(hào)放大器，其輸出電壓與輸入電壓成正比，傳遞函數(shù)為： =/= (13)式中參數(shù)為輸出電壓，為輸入電壓，為放大倍數(shù)。： 兩相伺服電動(dòng)機(jī)：列出其工作方程如下： （14）根據(jù)（14)對(duì)兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，可以求得其傳遞函數(shù)： =/(+1)S (15)因此可以得到伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下： 圖14兩相伺服電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)：測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與其轉(zhuǎn)速成正比，即有： = （16）于是可得測(cè)速發(fā)電機(jī)的微分方程： = (17)經(jīng)過(guò)拉普拉斯變換，可得傳遞函數(shù)： = （18）測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖15： 圖15直流測(cè)速電動(dòng)機(jī) 減速器: =i (19)拉普拉斯變換為: =i （110）傳遞函數(shù)為： = （111） 式中i為減速比。由此可得到系統(tǒng)方框圖如下圖16所示： 1/i 圖16 減速器(1）要求輸出等于給定輸入所要求的期望輸出值。（2）要求輸出盡量不受擾動(dòng)的影響。（3）衡量一個(gè)系統(tǒng)是否完成以上兩點(diǎn)，把要求劃為三大性能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)： 穩(wěn)、快、準(zhǔn)。 系統(tǒng)建模 將一中各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)圖整合，構(gòu)成系統(tǒng)模型的框圖結(jié)構(gòu)： 1/i
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