數(shù)控機床伺服系統(tǒng)-資料下載頁
2024-12-31 16:21本頁面
【正文】 n( ) si n si nmme K U t E t? ? ? ?? ? ??77 若 ，則定尺繞組電動勢幅值 E0m≠0 。利用這個原理，要測量定尺與滑尺之間移動的位移角 ，可改變勵磁信號 角的設定值，然后，測量 E0m的大小，當設定值 變化到使 E0m=0，即 時，就間接地通過設定值 獲得了定尺和滑尺之間位移角 的實際值。所以幅值比較伺服系統(tǒng)中，若要獲得 和 之間的關系，只需要檢測的電動勢即可。這項工作由鑒幅器來完成。為了實現(xiàn)閉環(huán)控制，電動勢幅值需經(jīng)電壓－頻率變換電路，才能變成相應的數(shù)字脈沖。該數(shù)字脈沖一方面與指令脈沖作比較以獲得位置偏差信號，另一方面作為修改勵磁信號中 的設定輸入，使 跟隨 的變化。 ????? ??????? ??78 幅值比較伺服系統(tǒng)具體的工作過程如下：初始狀態(tài)時工作臺靜止不動，指令脈沖 ， ，經(jīng)鑒幅器檢測定尺繞組的電動勢幅值為 0，由電壓－頻率變換電路得到反饋脈沖 Pf也為 0。所以比較器輸出的位置偏差 Pe=PC－ Pf=0，伺服電動機速度給定值為 0，工作臺繼續(xù)處于靜止狀態(tài)。 當系統(tǒng)接收到正的指令脈沖 PC＞ 0時，工作臺仍保持靜止狀態(tài)，和均沒有變化，反饋脈沖 Pf仍為 0。因此，比較器輸出的位置偏差 Pe=PC－ Pf＞ 0，該偏差是一數(shù)字量，所以在比較器和伺服放大器之間設有數(shù)－模轉(zhuǎn)換器，使其成為伺服系統(tǒng)的速度給定信號。 0CP ????79 于是，伺服電動機帶動工作臺正向進給，同步感應器滑尺相對于定尺產(chǎn)生位移。此時定尺和滑尺間的位移角 超前于勵磁信號的電氣角 ，定尺繞組電動勢幅值 E0m＞ 0，經(jīng)前置放大器、鑒幅器和電壓－頻率變換器，轉(zhuǎn)換成相應的的反饋脈沖 Pf。脈沖 Pf一方面與指令脈沖作比較，獲得位置偏差Pe=PC－ Pf；另一方面輸入勵磁電路，作為修改勵磁信號電氣角 的設定輸入，使 跟隨 變化。若仍有 Pe=PC－ Pf＞ 0，則工作臺還沒有指令要求的位置，伺服電動機繼續(xù)帶動工作臺移動，反饋脈沖 Pf和勵磁信號電氣角 繼續(xù)變化。直到使位置偏差 Pe=PC－ Pf=0，伺服電動機速度給定值 0。此時， = ，定尺繞組電動勢幅值 E0m=0，工作臺又處于靜止狀態(tài)。 ??? ?????80 若系統(tǒng)接收到負的指令脈沖，整個系統(tǒng)的檢測、比較及控制過程與系統(tǒng)接收到正的指令脈沖類似。只是工作臺向反向進給，定尺與滑尺之間的位移角 滯后于勵磁信號的電氣角 ， ，使 跟隨 變化，直到到達負向指令要求的位置，工作臺又處于靜止狀態(tài)。 從上可以看出，在幅值比較伺服系統(tǒng)中，勵磁信號的電氣角 是由系統(tǒng)設定的，并跟隨工作臺的進給而被動變化的，所以可以利用作為工作臺實際位置的測量值。當工作臺到達進給指令要求的位置并穩(wěn)定后，有 ，數(shù)顯裝置顯示的電氣角 ，實際上就是的位移角 ，即工作臺的位移量。 ???????? ???? ?81 82 圖 613為鑒幅器原理圖。輸入端的 e0是感應同步器定尺繞組的感應電動勢，由式 e0=E0msinωt可知， e0是交變電動勢。該信號首先通過低通濾波器 Ⅰ ，濾去交變信號中的高次諧波和干擾信號，獲得較為理想的正弦波形。通過運算放大器將信號 放大。然后，由互為反向的開關信號 SL和 實現(xiàn)通道的通斷控制，其開關頻率與輸入信號相同。由圖 514a可見，在 e0信號的 0～ π 區(qū)間， SL=1，使 S1接通， e0信號經(jīng) 、S1，到達低通濾波器 Ⅱ 的輸入端 UE； e0信號的 π ～ 2π 區(qū)間， =1，使 S1接通， e0信號經(jīng) A反向器 A S2，到達低通濾波器 Ⅱ 的輸入端 UE。 1A SL1ASL83 工作臺做正向運動時，由于反向器 A2的作用，使 e0負半周也變成正半周信號。這樣在 UE處得到了一單向脈動的直流信號。該信號經(jīng)低通濾波器 Ⅱ 后，鑒幅器輸出信號為一平滑的直流信號 UF。從圖中可見，由于 UF是 UE的平均值，它的大小與 e0信號的電動勢幅值 E0m直接有關。 E0m增大， UF也跟著增大，所以的大小實際上反映了 θ 和 之間相位差的大小。 UF越大， θ 和 之間相位差越大。另外，從圖 614中可以看出，站柜臺正向運動時，輸出端 UF為正值；工作臺反向運動時，輸出端 UF為負值。 ??84 85 －頻率變換器 電壓－頻率變換器的作用是將鑒幅器輸出的電壓 UF變換成相應的脈沖序列，并且脈沖序列的頻率與 UF電壓的高低成正比。由于電壓 UF是雙極性的， UF電壓經(jīng)極性處理電路后，使 Un成為 UF的絕對值，且始終大于 0。壓控振蕩器（ VCO）將輸入的單極性直流電壓轉(zhuǎn)換成相應頻率的脈沖輸出。壓控振蕩器（ VCO）它輸出的脈沖頻率與控制電壓成正比關系。 86 感應同步器滑尺繞組的勵磁可采用模擬量勵磁式和脈沖調(diào)寬式。由于模擬量勵磁方式易受外界干擾而影響精度，所以比較多地采用脈沖調(diào)寬式勵磁方式。脈沖寬度調(diào)制實際上是用控制矩形波脈寬的方法來等效地實現(xiàn)正弦波勵磁，其波形如圖 514b所示。 若滑尺上的兩勵磁繞組加以矩形波勵磁信號。則兩勵磁繞組信號 U1和 U2為： 10AUA???????20A???????87 式中 A—— 矩形波的幅值 —— 正弦波勵磁中的電氣角 ， 在此為影響矩形波寬度的參數(shù) 。 其中 U1的脈寬為 2 ， U2的脈寬為 π － 2 。如用傅立葉級數(shù)對 U1和 U2進行展開，并消去高次諧波，則 U1和 U2信號的基波分量為： ? ?? 1 ( ) si n si nmf t U t???2 ( ) c os si nmf t U t???88 可以看出，設法消除高次諧波的影響后，用脈寬調(diào)制的矩形波勵磁與正弦波勵磁在幅值工作方式下工作的功能完全相當。因此，可將對電氣角的控制轉(zhuǎn)變對脈沖寬度的控制。在數(shù)字電路中，對脈沖寬度的控制比較準確和容易實現(xiàn)。 圖 615是脈沖調(diào)寬矩形脈沖發(fā)生器原理圖，其中脈沖加減器和兩個分頻系數(shù)相同的分頻器用于實現(xiàn)數(shù)字移相，計數(shù)觸發(fā)脈沖 和 的頻率是在時鐘脈沖的基礎上，按位置反饋脈沖 Pf和電壓－頻率變換器輸出信號 US的狀態(tài)進行加減的。每個分頻器有兩路相差 90176。的電角度的溢出脈沖輸出，通過組合邏輯進行調(diào)寬脈沖的波形合成。 CP?CP??89 CP 分頻器 1 分頻器 2 圖 5 1 5 脈沖調(diào)寬矩形脈沖發(fā)生器原理圖 脈 沖 加 減 器 組合 邏輯 功率 驅(qū)動 正弦 繞組 余弦 繞組 /CP //CP U 1 U 2 A B P U S s i n 2 c o s 1 s i n 1 c o s 2 90 當無實際值脈沖時，時鐘脈沖 CP直接加于分頻器，分頻結(jié)果輸出為參考信號。此時產(chǎn)生的勵磁信號為 sin0176。和cos0176。當工作臺移動時，滑尺和定尺有位置偏差，產(chǎn)生反饋脈沖 Pf。根據(jù)運動方向信號 Ux，使兩分頻器中一個做加，一個做減，于是產(chǎn)生向前移相信號 A和向后移相信號 B。經(jīng)過組合邏輯門，產(chǎn)生信號 sin1和 sin cos1和 cos2。再經(jīng)輸出門將這些信號合成，產(chǎn)生調(diào)制波 U1和 U2。加于滑尺的相應繞組上。 91 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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