| 伺服系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)采用機(jī)電一體化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)，沒有一成不變的答案，也沒有統(tǒng)一的方法來得到答案。不同要求的伺服系統(tǒng)，可采用不同的方法來設(shè)計(jì)，因而得到結(jié)構(gòu)不同的伺服系統(tǒng)。即使同樣要求的伺服系統(tǒng)，不同的設(shè)計(jì)者也可能采用不同的設(shè)計(jì)方法，因而得到不同的設(shè)計(jì)方案。 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性，決定了其設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜性。實(shí)際伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是很難一次成功的，往往都要經(jīng)過多次反復(fù)修改和調(diào)試才能獲得滿意的結(jié)果。下面僅對(duì)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法作一簡單介紹。 一、設(shè)計(jì)要求分析，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 首先對(duì)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，明確其應(yīng)用場合和目的、基本性能指標(biāo)及其它性能指標(biāo)，然后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件擬定幾種技術(shù)方案，經(jīng)過評(píng)價(jià)、對(duì)比，選定一種比較合理的方案。 方案設(shè)計(jì)應(yīng)包括下述一些內(nèi)容：控制方式選擇；執(zhí)行元件選擇；傳感器及其檢測裝置選擇；機(jī)械傳動(dòng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇等。方案設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，各構(gòu)成環(huán)節(jié)的選擇只是初步的，還要在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步修改確定。 二、系統(tǒng)性能分析 方案設(shè)計(jì)出來后，盡管各具體結(jié)構(gòu)參數(shù)還沒有確定，也應(yīng)先根據(jù)基本結(jié)構(gòu)形式對(duì)其基本性能進(jìn)行初步分析。 首先畫出系統(tǒng)方框圖，列出系統(tǒng)近似傳遞函數(shù)，并對(duì)傳遞函數(shù)及方框圖進(jìn)行化簡(一般應(yīng)簡化成二階以下系統(tǒng))，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、精度及快速響應(yīng)性進(jìn)行初步分析，其中最主要的是穩(wěn)定性分析，如不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)考慮修改方案或增加校正環(huán)節(jié)。 三、執(zhí)行元件及傳感器的選擇 方案設(shè)計(jì)只是對(duì)執(zhí)行元件及傳感器進(jìn)行了初步選型，這一步應(yīng)根據(jù)具體速度、負(fù)載及精度要求來具體確定執(zhí)行元件及傳感器的參數(shù)和型號(hào)。 四、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意消除各種傳動(dòng)間隙，盡量提高系統(tǒng)剛度、減小慣量及摩擦，尤其在設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌時(shí)要防止會(huì)產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象。 五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)沒計(jì)包括信號(hào)處理及放大電路、校正裝置、伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等的詳細(xì)設(shè)計(jì)，如果采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，還應(yīng)包括接口電路及控制器算法軟件的設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各環(huán)節(jié)參數(shù)的選擇及與機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)的匹配，以使系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定裕度和快速響應(yīng)性，并滿足精度要求。 六、系統(tǒng)性能復(fù)查 所有結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，可重新列出系統(tǒng)精確的傳遞函數(shù)，但實(shí)際的伺服系統(tǒng)一般都是高階系統(tǒng)，因而還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)化簡，才可進(jìn)行性能復(fù)查。經(jīng)過復(fù)查如發(fā)現(xiàn)性能不夠理想，則可調(diào)整控制系統(tǒng)的參數(shù)或修改算法，甚至重新設(shè)計(jì)，直到滿意為止。 七、系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn) 上述設(shè)計(jì)與分析都還處于理論階段，實(shí)際系統(tǒng)的性能，還需通過測試實(shí)驗(yàn)來確定。測試實(shí)驗(yàn)可在模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行，也可在試制的樣機(jī)上進(jìn)行。通過測試實(shí)驗(yàn)，往往還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問題，必須采取措施加以解決。 八、系統(tǒng)設(shè)計(jì)定案 經(jīng)過上述7個(gè)步驟及其中多次反復(fù)而得到滿意的結(jié)果后，可以將設(shè)計(jì)方案確定下來，然后整理設(shè)計(jì)圖樣及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書等技術(shù)文件，準(zhǔn)備投入正式生產(chǎn)。 |
