机械结构因素对伺服系统性能的影响 _1.docxVIP

PAGE PAGE 1 机械结构因素对伺服系统性能的影响 通过相关的分析可知,机械传动系统的性能与系统本身的阻尼比ξ、固有频率ωn有关。ωn 、ξ又与机械系统的结构参数亲密相关。因此,机械系统的结构参数对伺服系统的性能有很大影响。  一般的机械系统均可简化为二阶系统,系统中阻尼的影响可以由二阶系统单位阶跃响应曲线来说明。由图1可知,阻尼比不同的系统,其时间响应特性也不同。 1． 阻尼的影响（1） 当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态。（2） 当ξ≥ 1时，系统为临界阻尼或过阻尼系统。（3） 当0ξ1时,系统为欠阻尼系统。  图1 二阶系统单位阶跃响应曲线  2. 摩擦的影响  当两物体产生相对运动或有运动趋势时，其接触面要产生摩擦。摩擦力可分为粘性摩擦力Fv、库仑摩擦力Fc和静摩擦力Fs三种，方向均与运动方向相反。图2—4反应了三种摩擦力与物体运动速度之间的关系。   图2 摩擦力—速度曲线  摩擦对伺服系统的影响主要有：  (1)摩擦引起动态滞后和系统误差  (2)摩擦引起的低速爬行 3. 结构弹性变形 当伺服电动机带动机械负载按指令运动时，机械系统全部的元件都会因受力而产生程度不同的弹性变形。  当机械系统的固有频率接近或落入伺服系统带宽之中时，系统将产生谐振而无法工作。 4. 惯量的影响 惯量大，系统的机械常数大，响应慢。 5. 传动间隙对系统性能的影响 这些间隙对伺服系统性能有很大影响，下面以齿轮间隙为例进行分析。   图3典型转台伺服系统框图  (1) 闭环之外的齿轮G1、G4的齿隙对系统稳定性无影响,但影响伺服精度。 (2) 闭环之内传递动力的齿轮G2的齿隙对系统静态精度无影响,这是由于掌握系统有自动校正作用。(3) 反馈回路上数据传递齿轮G3的齿隙既影响稳定性,又影响精度。