第二章伺服系统的稳态设计之

第二 伺服系统的稳态设设计概 （书：5–速度伺服系统通常的技术要求位置伺服系统通常的技术要求2.1.3设计步骤负载的分析计算几种典型负载负载的折算负载的综合计算执行元件的选择执行元件概述执行电机的选择检测装置的选择伺服系统的测速与测

（书：5–（书：5–（书：第二章5–检测装置的选择和设计信号转换电路的设计与选择概述相敏整流电路脉冲宽度调制 )线路频压转换电路放大装置的设计与选功率放大装置概述放大装置的设计与选择电源设备等装置的设计与选

（书：5–（书：5–（书：5–241 伺服系统的测速与测角测速发电机测速发电机光电测速码盘电位计差动变压器自整角机旋转变压器

2.4检测元件的选①定义式中K

n

(Vs/rad②伺服系统对测速发电机的主要要求：输出特性呈线性电机的转动惯量要小，以保证反应迅速电机的灵敏度要2.4检测元件的选 类 直流测速发电输出特 ♣空载时

2.4检测元件的选 i=0，u=E=K ♣负载时 ia=

，

Ea-

KΩ

R R

nKe ΩnR1 K式中 C1RaRL产生误差的原因及改进措施

2.4检测元件的选

不灵敏 ♣饱和倾向：由于电枢反应 c 1 RL♣不灵敏区：由于电刷接触压降u1=Ea-iaRa-放大放大装置执行机构Ω-测速发电机反馈

C1

2.4检测元件的选R R PI调节PI调节R5-fAu+-R3Wu(s)(R2C1)(usr(s)ηWuf(s)RRW11测速发电

2.4检测元件的选+-Wuf=CeΦn=K+-W系统原理框图系统原理框图-R2+ u01-1/(Ri+Ra)MaΩηWK 结构及工作原

2.4检测元件的选ΩuuФf′Фuf异步测速发电机输出电压的频率即为激异步测速发电机输出电压的频率即为激磁电源的频率，与转子转速n的大小无关;它的幅值大小则正比于转子转速n输出电压在相位上滞后于激磁电压,一般小于300异步测速发电机的应 2.4检测元件的选-+ -+

AA c6W

P调节

执行机

2.4检测元件的选Ω

（两相异步电动机功率功率放测速发电机反馈测速发电机反馈♣♣ 运放A构成一个同相例放大器。其放大系数R2-+AK113RR12.4. 测速发电机光电测速码盘光电测速码盘电位计差动变压器自整角机旋转变压器光电测速码盘①结 光：

2.4检测元件的选电机圆电动

- 工作原理 光电传感

fc

转向的判

2.4检测元件的选 当电机反转时(顺时针当电机反转时(顺时针脉冲UA超前U 900UtBtt当电机正转时(逆时针），脉冲UA滞后UB9002.4. 测速发电机光电测速码盘电位计差动变压器自整角机自整角机旋转变压器

2.4检测元件的选①定义自整角机是一种将转角转换成电信号或将电压信号变换为转角的感应式电传感元件，在系统中通常是两个或两个以上自整角机组合使用。台电机在电的联系，使机械上互不相连，称为自整步特性。在该系统中所使用的类电机称为自整角 分 2.4检测元件的选使 力矩式自整角机：通常用于指示系使用 控制式自整角机：主要用于随动系求 差动式自整角机类按控制式发送机：其作用将转子转角的变 分控制 ：它工作在变压器状态， 称控制式自整角变压器控制式自整角机 ~嗣「才－~嗣「才－＿「F,1f1_1f1_l"?『 2-'

El=EcosOl2E，E2Ecos(81+1202EE3=Ecos(81+24(f）IJ=I12Icos,矿,+24电势同相位，同频率控制式自整角机机通过齿轮后再带动负载及自整角变压器控制式自整角机 结构~

2.4检测元件的选④输出特性④输出特性--πe0控制式自整角发送机

控制式自整角 应~

-

uc R R φc RD TR12R6 控制式自整角机的两个零

检测两个零点

~

1 - 1

uc R R-

R φ φCcC6

R11 =eΦr-Φc=e

RR12 R6♣e=0,uc=0e>0Φc<Φr

uc>0Φc

Φc→Φr

，e→e<0Φc>Φr

uc<0Φc

Φc→Φr ，e→e0为稳定零点。

R- R

2π

c Φr-Φc=e

π

R11 ♣e=π,

c0

R12 R6R Φuc<0Φ

Φc→Φr-2π

→2e<πΦc>Φr-πuc>0Φc Φc→Φr，e故e=π为不稳定零点。第二 伺服系统的稳态设设计概述

（书：5–速度伺服系统通常的技术要求位置伺服系统通常的技术要求2.1.3设计步骤负载的分析计算几种典型负载负载的折算负载的综合计算执行元件的选择执行元件概述执行电机的选择检测装置的选择伺服系统的测速与测角42检测装置的选择和设

（书：5–（书：5–（书：第二章5–信号转换电路的设计与选择概述相敏整流电路振幅调制线路脉冲宽度调制 )线路放大装置的设计与选功率放大装置概述放大装置的设计与选择电源设备等装置的设计与选

（书：5–（书：5–（书：5–2.4检测元件的选 精度要求： 线性要求： 快速性要求： 信号有效性： 装置本身的转动惯量要小摩擦力矩要小；性能要稳定可靠。测速发电机的选

2.4检测元件的选 系统给定技术指标 u调速范围uf

G(s)

D

Ω

测速发电机选择原 直流测速发电机

2.4检测元