【正文】 鑒相式伺服系統(tǒng) 利用相位比較原理進(jìn)行工作 ,如 圖 614 。 基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器輸出一系列一定頻率的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)（載波信號(hào)），為伺服系統(tǒng)提供一個(gè)相位比較基準(zhǔn)。 脈沖調(diào)相器的作用是將來(lái)自數(shù)控裝置的進(jìn)給脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相位變化的信號(hào) ， 圖 615為其原理組成框圖。在脈沖調(diào)相器中，由基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)分成兩路，一路直接輸入分頻器 1，它為 1/N分頻的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，稱(chēng)為基準(zhǔn)分頻通道。 指 令 相 位 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 基準(zhǔn)相位 放大 整形 濾波 基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器 脈沖調(diào)相器 鑒相器 放大器 激磁 供電 線(xiàn)路 伺服 電機(jī) 速度 控制 單元 滑尺 定尺 機(jī)床 Vs Vc +x x 圖 614 感應(yīng)同步器鑒相測(cè)量系統(tǒng)框圖 θ0 θ1 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 分配器 1（ 1/N） （ 基準(zhǔn)分頻通道 ） 分配器 2（ 1/N） （ 調(diào)相分頻通道 ） 脈沖 加減器 基準(zhǔn)信號(hào) 發(fā)生器 勵(lì)磁信號(hào) 指令信號(hào) +x x 圖 615 脈沖調(diào)相器 系統(tǒng)框圖 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 為適應(yīng)感應(yīng)同步器滑尺的兩勵(lì)磁繞組供電的要求， 該通道輸出兩路幅值相等、頻率相同、相位相差 900的脈沖信號(hào)， 經(jīng)激磁供電線(xiàn)路變成正、余弦信號(hào)給滑尺正弦、余弦繞組勵(lì)磁。 另一路先經(jīng)過(guò)脈沖加減器，再進(jìn)入分頻器 2，該分頻器也為 1/N分 頻二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，稱(chēng)為調(diào)相分頻通道。調(diào)相分頻通道的任務(wù)是將 指令脈沖信號(hào)調(diào)制成與基準(zhǔn)脈沖有一定關(guān)系的輸出脈沖信號(hào)，其 相位差大小和極性與指令脈沖有關(guān)。上述兩個(gè)分頻器均為 1/N分 頻，即當(dāng)輸入 N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后產(chǎn)生一個(gè)溢出脈沖。 當(dāng)指令脈沖為零時(shí)，調(diào)相分頻通道輸出信號(hào)和基準(zhǔn)脈沖信號(hào) 相位相同，兩者相位差為零。 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 當(dāng)有一正向指令脈沖通過(guò)脈沖加減器，使得輸入到調(diào)相 分頻通道的脈沖個(gè)數(shù)增加一個(gè)，結(jié)果該分頻器產(chǎn)生溢出脈沖的時(shí) 刻提前產(chǎn)生。因此，在指令脈沖作用下，調(diào)相分頻通道輸出脈沖 與基準(zhǔn)脈沖有一個(gè)相位差 Δ θ 1， 且 Δ θ 1＝ θ 1－ θ 0， θ 0為基準(zhǔn) 信號(hào)發(fā)生器的基準(zhǔn)相位； θ 1為指令信號(hào)相位； θ 1的大小取決于 指令脈沖數(shù)，其隨時(shí)間變化的快慢取決于指令脈沖頻率，而其相 對(duì)于 θ 0的超前與滯后，則取決于指令脈沖進(jìn)給方向。 如果感應(yīng)同步器的節(jié)距為 2mm， 脈沖當(dāng)量選定為 δ =， 一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的相移角 Δθ1為 : ?? 21 ???? ??? 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 數(shù)控裝置每發(fā)一個(gè)進(jìn)給脈沖，經(jīng)脈沖調(diào)相器變?yōu)槌? 基準(zhǔn)信號(hào)一個(gè) ， 即 Δ θ 1=θ 1θ 0=。 此時(shí)因工作臺(tái)未動(dòng)，反饋信號(hào)相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)的相位差 Δ θ 2=θ 2θ 0=0 （ θ 2為定尺繞組上作為反饋信號(hào)所取的感應(yīng)電壓 U2的相位）。 鑒相器將 δ ＝ Δ θ 1－ Δ θ 2 =，經(jīng)放大 后控制伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。隨著工作臺(tái)的移動(dòng)， θ 2逐 漸增大，相位差 δ 逐漸減少，直至 δ ＝ 0。 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 2. 鑒幅式系統(tǒng) 供給滑尺上正、余弦繞組的勵(lì)磁電壓的頻率相同、相位相同但幅值不同。 式中 — 給定的電氣角。 則在定尺繞組產(chǎn)生的總感應(yīng)電壓為 式中 — 與位移對(duì)應(yīng)的角度 ?tmVcVtmVsV????sincossinsin???????? sinsinco sco ssinsin2 tKVtKVV mm ?? ? ? tKV m ??? sinsin ?＝? 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 鑒幅式伺服系統(tǒng)是以位置檢測(cè)信號(hào)的幅值大小來(lái)反映機(jī) 械位移的數(shù)值，并以此作為位置反饋信號(hào)與指令信號(hào)進(jìn)行比 較構(gòu)成閉環(huán)伺服系統(tǒng)。 由上式可知，若電氣角 α 已知，只要測(cè)出 V2的幅值，便能 求出與位移對(duì)應(yīng)的角度 θ 。 實(shí)際測(cè)量時(shí)，不斷調(diào)整 α ， 讓幅 值為零。設(shè)初始位置時(shí)， α = θ ， V2＝ 0， 當(dāng)滑尺相對(duì)定尺 移動(dòng)后，隨著 θ 不斷增加， α ≠ θ ， V2 ≠ 0 。 若逐漸改變 α 值，直至 α = θ ， V2＝ 0， 此時(shí) α 的變化量就代表了 θ 對(duì)應(yīng)的 位移量，就可測(cè)得機(jī)械位移。 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 測(cè)量及信號(hào)處理 電路 比較器 數(shù)模轉(zhuǎn)換 放大環(huán)節(jié) 速度單元 工作臺(tái) 伺服電機(jī) 圖 616鑒幅式伺服系統(tǒng)原理框圖 進(jìn)給指令 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 進(jìn)入比較器的信號(hào)有兩路，一路來(lái)自進(jìn)給脈沖，它代表了 數(shù)控裝置要求機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)的位移量。另一路來(lái)自測(cè)量及信 號(hào)處理電路，以數(shù)字脈沖形式出現(xiàn)，體現(xiàn)了工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)的 距離。鑒幅式系統(tǒng)工作之前，數(shù)控裝置和測(cè)量元件的信號(hào)處理 電路都沒(méi)有脈沖輸出，比較器的輸出為零，工作臺(tái)不移動(dòng)。出 現(xiàn)進(jìn)給脈沖信號(hào)后，比較器的輸出不為零，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將 比較器輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)放大后，由伺服電機(jī) 帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。 同時(shí)，工作在鑒幅狀態(tài)的感應(yīng)同步器的定尺 感應(yīng)出電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理線(xiàn)路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字脈沖信號(hào)， 該數(shù)字脈沖信號(hào)作為反饋信號(hào)進(jìn)入比較器與進(jìn)給脈沖進(jìn)行比較。 按圖 616原理框圖敘述鑒幅式系統(tǒng)的工作原理： 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 若兩者相等，比較器輸出為零，工作臺(tái)不動(dòng)；若 兩者不相等，說(shuō)明工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)的距離還不等于指令信號(hào) 要求移動(dòng)的距離，伺服電機(jī)繼續(xù)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，直到比較器 輸出為零時(shí)停止。 圖 617 測(cè)量元件及信號(hào)處理電路 測(cè)量 元件 sin/cos 發(fā)生器 解調(diào) 線(xiàn)路 V/F 轉(zhuǎn)換器 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 測(cè)量及信號(hào)處理線(xiàn)路如何將工作臺(tái)的機(jī)械位移檢測(cè)出來(lái)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào) ， 可參見(jiàn) 圖 617。 感應(yīng)同步器根據(jù)工作臺(tái)的位移量 ， 輸出正弦電壓信號(hào) ，該電壓信號(hào)的幅值代表工作臺(tái)的位移 。 此正弦信號(hào)經(jīng)濾波 、放大 、 檢波 、 整流以后 ， 變成方向與工作臺(tái)移動(dòng)方向相對(duì)應(yīng) ， 幅值與工作臺(tái)位移成正比的直流電壓信號(hào) ， 這個(gè)過(guò)程稱(chēng)解調(diào) ， 由解調(diào)線(xiàn)路也稱(chēng)鑒幅器來(lái)完成 。 解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)電壓頻率 （ V/F） 轉(zhuǎn)換器變成計(jì)數(shù)脈沖 ， 脈沖的個(gè)數(shù)與電壓幅值成正比 ， 并用符號(hào)觸發(fā)器表示方向 。 一方面 ， 該計(jì)數(shù)脈沖及符號(hào)送比較器與進(jìn)給脈沖比較；另一方面 ， 經(jīng)正余弦 (sin/cos)信號(hào)發(fā)生器 ， 產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)測(cè)量元件的兩路信號(hào) sin和 cos， 使 角與此相對(duì)應(yīng)發(fā)生改變 。 并根據(jù) 產(chǎn)生正弦和余弦矩形波 ， 使 總是跟隨角 的變化而變化 。 ? ??? 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 ? 若感應(yīng)同步器滑尺沒(méi)有新的位移，因激磁信號(hào)電氣角由 變?yōu)? ，它所輸出的幅值信號(hào)也隨之變化，而且逐步趨近于零。若輸出的新的幅值信號(hào)： 若不為零，再一次經(jīng)解調(diào)線(xiàn)路，電壓頻率轉(zhuǎn)換器、sin/cos信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生下一個(gè)激磁信號(hào)，該激磁信號(hào)將使測(cè)量元件的輸出進(jìn)一步接近于零，這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)，直到測(cè)量元件的輸出為零時(shí)為止。 1? )sin( 12 ?? ??? mKVV本章小結(jié) 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