數(shù)控機(jī)床機(jī)電系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-18 16:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、電壓、容量、額定值）相匹配。 —— 輸出阻抗小 、 效率高 、 時(shí)間常數(shù)小 。 b） 為 執(zhí)行元件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供必要的適宜條件。 —— 制動(dòng)條件 、 限流保護(hù)條件 等。 c） 放大器應(yīng)有足夠的線性范圍，保障執(zhí)行元件的容量得以正常發(fā)揮。 d） 輸入級(jí)應(yīng)與檢測(cè)傳感器相匹配。 —— 輸入阻抗大，可減輕檢測(cè)傳感器的負(fù)荷。 e） 放大器要有足夠的放大倍數(shù)，工作特性穩(wěn)定可靠、易于調(diào)整等。 3/9/2023 19 4） 伺服系統(tǒng)的能源（電源）支持 電源系統(tǒng)由于受所選用或設(shè)計(jì)的各分系統(tǒng)能源輸入形式和要求不同的限制，電源供給統(tǒng)一是困難的。但是、在設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡可能地作到電源的輸出類型要少，在電源參量輸出具有 足夠穩(wěn)定性（電壓、頻率）的同時(shí) ，要采取保護(hù)措施， 防止外界干擾信號(hào)的進(jìn)入和電源波動(dòng)、掉電、欠壓、過流、短路等非正常品質(zhì)電源的輸入對(duì)系統(tǒng)的影響。 常用措施： 濾波、隔離、屏蔽干擾信號(hào)；穩(wěn)壓、限壓、限流、斷電保護(hù)和短路保護(hù)。 3/9/2023 20 五、 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，利用所選元部件的有關(guān)參數(shù)，可繪制出系統(tǒng)框圖，并建立各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，進(jìn)而建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)。 3/9/2023 21 五、 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的類型實(shí)際上是多種多樣的，但從控制系統(tǒng)工作原理上講，主要分為開環(huán)控制 、 半閉環(huán)控制 、 閉環(huán)控制 三類數(shù)學(xué)模型。 下面結(jié)合典型實(shí)例進(jìn)行學(xué)習(xí)。 （ 1）開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制比較簡(jiǎn)單，前面已學(xué)習(xí)。 傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型為： （ 2）半閉環(huán)控制系統(tǒng) 如圖 滾珠絲杠傳動(dòng)半閉環(huán)伺服進(jìn)給控制系統(tǒng) memes GGGG ?θ (t)ii 2D工作臺(tái)V iF ii 1滾珠絲杠傳感器電動(dòng)機(jī)1前置放大功放U(t)i測(cè)速發(fā)電機(jī)3/9/2023 22 滾珠絲杠傳動(dòng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 Ka—— 前置放大器增益； KA—— 功率放大器增益； Kv—— 速度反饋增益； Tm—— 直流伺服電機(jī)時(shí)間常數(shù)； i i1—— 減速比； Kr—— 位置傳感器增益； Vi(s)—— 輸入電壓的拉式變換； Θi(s)—— 絲杠輸出轉(zhuǎn)角的拉式變換。 iV(s)G G1 2 G 3 4GK AK amKmS（1+T S） i 11K SGVG 6K r2i15Gi765432173243211)( )()( GGGGGGGGG GGGGsV ssGii ?????)/()1(/2121 iiKKKKsKKKsT iKKKrmAaVmAmmAa ????1）無(wú)外界干擾時(shí)的傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型 3/9/2023 23 2）有外界干擾時(shí)的傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型 附加擾動(dòng)力矩（電壓 VD表示）的系統(tǒng)框圖 附加擾動(dòng)力矩等效電壓后的系統(tǒng)框圖 )/()1()/()()()()(21210iiKKKKsKKKsTiKRRKsVssGrmAaVmAmTamii???????iG 52S（1+ T S）GK SKGV7A2m3GmKθ (s)11i4G1iG 6GKKV(s)ira1T AK KR +R0 ADV(s)AK K T A0R +RV(s)DK A S（1+ T S）mmK1i1 iKaK i1r1K S V3/9/2023 24 3）全閉環(huán)控制系統(tǒng) 傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型： i滾珠絲杠電動(dòng)機(jī)D1位置檢測(cè)傳感器前置放大功放F i工作臺(tái)i速度環(huán)位置環(huán)微機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)V(s)i aK1GG 5S（1+T S）GG 7K S VAK2Gm3mG 4G(s)jX(s)iK b)()1()()()()(2 sGKKKKsKKKsTsGKKKsVsXsGjbmAaVmAmjmAaii?????3/9/2
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