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)-wenkub.com
2024-12-29 16:27 本頁(yè)面
【正文】 （ 5） 應(yīng)用根軌跡法等 ， 對(duì)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進(jìn)行因式分解 ， 并分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)諧振頻率分量 ， 評(píng)價(jià)和判斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)諧振頻率分量是否對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的控制頻帶產(chǎn)生影響 ， 若系統(tǒng)存在自激振蕩現(xiàn)象 ， 應(yīng)采取相應(yīng)地措施避開自激振蕩 ， 從而使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠 。 為了避開共振對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響，常采用的方法： （ 1） 依據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 、 尺寸大小 、 材料和承受的外載荷等情況 ， 應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué) 、 材料力學(xué) 、 振動(dòng)力學(xué) 、 彈性力學(xué)等相關(guān)的理論知識(shí) ， 建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型 ， 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)方程 。 無負(fù)反饋時(shí)傳遞函數(shù) 有負(fù)反饋時(shí)傳遞函數(shù) J— 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； F— 等效粘性摩擦系數(shù)； K— 系統(tǒng)開環(huán)增益。 特點(diǎn)：不但能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能也能改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，相比之下，它比 ( PI )調(diào)節(jié)能使系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性能和動(dòng)態(tài)性能。 3/9/2023 33 c ) 比例 — 積分 —— 圖 c 傳遞函數(shù)： Gc(s) = － KP[ 1+1/(Ti s ) ] 其中： KP =R2/R1； Ti = R2C。 有源阻容式調(diào)節(jié)器的電路構(gòu)成 R 12x(s)y(s)G x(s)R 1Gy(s)x(s)R 1Gy(s)R 1G22 2x(s)C 13/9/2023 32 有源阻容式調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)和特點(diǎn)： a ) 比例 ( P )調(diào)節(jié) —— 圖 a 傳遞函數(shù)： Gc(s) = － Kp= － R2 /R1 特點(diǎn)：調(diào)節(jié)作用主要取決于 增益 Kp的大小 ， Kp值越大調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，但存在調(diào)節(jié)誤差，且當(dāng) Kp值太大時(shí)，可能引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。 3/9/2023 31 1） PID調(diào)節(jié)器及其傳遞函數(shù) PID調(diào)節(jié)器 無源阻容式調(diào)節(jié)器 和 有源阻容式調(diào)節(jié)器 。 3/9/2023 29 2）動(dòng)態(tài)系統(tǒng)過渡階段的主要性能指標(biāo) 動(dòng)態(tài)特性參量或指標(biāo) ：上升時(shí)間 Ts；延遲時(shí)間 Ty；調(diào)整時(shí)間 Tt；最大超調(diào)量 σ%，如圖所示。 第一種情況 ：系統(tǒng)直接趨于穩(wěn)定，剛性大（加速度大），無振蕩環(huán)節(jié)，系統(tǒng)過渡階段誤差大，不利于系統(tǒng)性能參量的調(diào)節(jié)。 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的定量分析計(jì)算方法： 工程上常用的設(shè)計(jì)方法：對(duì)數(shù)頻率法 3/9/2023 27 二、 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法 （ 1） 伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析與過渡過程 對(duì)于任何系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定過程主要有三種情況。 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。 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)。 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。 —— 制動(dòng)條件 、 限流保護(hù)條件 等。 3/9/2023 18 3） 伺服系統(tǒng)放大器（驅(qū)動(dòng)電路）的設(shè)計(jì)與選用 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)通常分為兩部分：信號(hào)處理與功率放大（提高信號(hào)品質(zhì)為主），功率放大（增大能量為主）。 mLi ?? ?ma x 注意：應(yīng)用上述方法確定機(jī)械傳動(dòng)部分的減速比，不能單一應(yīng)用某一種方法，應(yīng)用多種方法，綜合分析，結(jié)合被控制對(duì)象的具體情況，在依據(jù)減速比的分配原則（ 2章），最終確定機(jī)械傳動(dòng)總減速比和各級(jí)減速比。 JJ2 3i電動(dòng)機(jī)1J4i12
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