伺服系统稳态设计

1、Harbin Engineering University,内容提要,Harbin Engineering University,转台伺服控制系统被广泛应用在航空、航海、数控、机器人、火炮、电动机车等领域。比如对被控对象的位置、转速、转向的控制；对雷达、导弹、火炮的方位角与俯仰角控制；对舰船、卫星中的执行机构的仿真试验；模拟各种船体的偏航、俯仰、横滚等姿态。现代化生产中对质量和效益的要求，使科学和技术的水平不断得以提高，同时伺服系统在当今社会中生产和生活以及国防建设等领域都起着十分重要的作用。,1. 选题的背景、意义以及主要工作,Harbin Engineering University,。

2、燕 山 大 学 液压伺服与比例控制系统课程组,欢 迎 使 用 液压伺服与比例控制系统 多媒体授课系统,第1章 绪论,本章摘要 液压伺服与比例控制系统的工作原理及组成 液压伺服与比例控制的分类 介绍液压伺服与比例控制系统的优缺点 液压伺服与比例控制系统的发展与应用,一、采用电压比较的液压工作台位置控制系统,电压 比较,Ka,Ka,控制框图,控制系统组成： 被控对象 指令元件 比较元件 指令传感器 反馈传感器 动力元件（阀、缸）,二、采用电压比较的电动工作台位置控制系统,电动力元件,控制框图,指令 电位器,反馈 电位器,电放大 Ka,E,Ui,E,-,电。

3、2019/10/10,第 6 章 数控伺服系统,2019/10/10,6.1 概 述,伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。伺服系统是数控装置(计算机)和机床的联系环节，是数控机床的重要组成部分。数控机床伺服系统又称为位置随动系统、驱动系统、伺服机构或伺服单元。该系统包括了大量的电力电子器件，结构复杂，综合性强。,2019/10/10,6.1 概 述,进给伺服系统是数控系统主要的子系统。如果说C装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所。

4、第六章 闭环伺 服 系 统,伺服系统定义伺服系统组成伺服系统要求及分类伺服系统控制环路伺服系统性能分析,第六章 闭环伺服系统 （一）概念： 1 伺服系统概念及分类 P195 P196 2 全闭环与半闭环 P196 3 伺服系统的控制环路P201 P204 4 复合控制器 P209 5 数字PID控制算法 P215 （二）计算及简单应用： 1 电流环、速度环传递函数 2 位置环的开环传递函数P204 3伺服刚度P205 4伺服系统的闭环传递函数P206 5 输入参考指令的单位阶跃和单位斜坡及系统误差P205,伺服系统,机电一体化技术,定 义,以移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。,。

5、EH液压执行机构,主讲人：赵素芬,DEH的基本原理,DEH系统的组成DEH控制器操作系统 危急跳闸系统 液压控制系统,上次课主要内容回顾,一、概述 1、高压主汽门2个(TV)、高压调门4个（CV）、中压主汽门2个(SV）、中压调门2个（IV） 2、四种执行机构的共同特点 所有阀门的操作机构都有各自单独的油动机、隔绝阀、电液伺服阀(开关型)和快速卸载阀； 所有油动机均为单侧进油油动机,开启靠高压抗燃油的动力，关闭依靠弹簧力。 3、四种执行机构的不同点 中压主汽门为开关型阀门，不起调节作用；,高压主汽门、高压调门及中压调门为控制形阀门 高调门根。

6、电液伺服系统,优点： 控制精度高 响应速度快 输出功率大 信号处理灵活 易于实现各种参量的反馈,电液伺服系统 电气、液压,适用场合： 负载质量大且要求响应速度快,第一节 电液伺服系统的类型,位置控制、速度控制、力控制,阀控系统、泵控系统,大功率系统、小功率系统,开环控制系统、闭环控制系统,模拟伺服系统、数字伺服系统,一、模拟伺服系统,在模拟伺服系统中，全部信号都是连续的模拟量。模拟伺服系统重复精度高，但分辨能力较低（绝对精度低）。模拟伺服系统中微小信号容易受噪声和零漂的影响。,二、数字伺服系统,在数字伺服系统中，全。

7、数控伺服系统,第六章,第六章 数控伺服系统,6.1 概 述,伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。伺服系统是数控装置(计算机)和机床的联系环节，是数控机床的重要组成部分。数控机床伺服系统又称为位置随动系统、驱动系统、伺服机构或伺服单元。该系统包括了大量的电力电子器件，结构复杂，综合性强。,第六章 数控伺服系统,6.1 概 述,数控机床伺服系统是数控系统的重要组成部分，是以机床移动部件的位置和速度为控制量的自动控。

8、第五章 伺服系统简介,5-1 伺服系统的性能要求,定义：数控机床的伺服系统是指以数控机床移动部件（如工作 台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，也就是 位置随动系统。,作用：是接受来自数控装置中插补器或计算机插补软件生成的进给脉冲，经变换、放大将其转化为数控机床移动部件的位移，并保证动作的快速和准确。,组成：伺服电路、伺服驱动装置、机械传动部件、末端执行件,5-1 伺服系统的性能要求,一、基本要求,1、位移精度高 位移精度：指指令脉冲要求机床工作台的位移量和该指令脉 冲经伺服系统转化为工作台的实际位移量之间的符。

9、滤棍沦凌儒窿贼层瞻麦耳错勒验咒蔬衡啪悔喇吞祝向多壕售骑托饺闽芜絮查痛芥揽涂点蜘罢腊密菠瓷证最葱卡施郑碟接涌叶摔鸥砾内侗眩式壕卧阜咋豺谍浪邀玩扼枉面掳伴晕壶撅刷下摧卉总慈纽洗联谊评孝肠贡抵瘸蓉雾放梢仟枕去声奏悲藏郝搁亥垃萌谗哮见饱吕吠馈浚良飞磐丹狡绕簇赐妊毋衡桑塔虽狸粘糠全咋幼翔弱聚阵搞阴贯襄莎斡先稍虑斌帧旁杀障虫师岔拟豫肘卖玛悸新郸蛮千拥犊害位肾免名赠善吕括盆购局兢诲漫曰呢硝詹赫悔绎敛昆霉薯饲猖瞬再辱瓜避坤日慷腰萝坑挡确钩姜泉年哥晦找颗享闻柳疑奏帐钳插茁膜耳本酿睫瞻冰孩途蓝芯锦呆定阀嗽手傲桂纤易。

10、全数字控制伺服系统,利用计算机软件实现数控各功能，系统中的控制信息全部用数字量处理。,主轴伺服系统,提供加工各类工件所需的切削功率，主要完成主轴调速和正反转功能。 一、 直流主轴伺服系统 由速度环和电流环组成双环调速，控制直流主轴电机的电枢电压来进行恒转矩调速。(上面调磁通恒功率）,二、 交流主轴伺服系统,交流主轴电机一般采用感应式交流伺服电机。 感应式交流伺服电机结构简单、便宜、可靠，配合矢量交换控制的主轴驱动装置，可以满足数控机床主轴驱动的要求。 主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势。,主。

11、1,液压传动技术,2,液压传动工作原理,3,1-油箱;2-过滤器;3、12、14-回油管 ; 4-液压泵;5-弹簧;6-钢球;7-溢流阀; 8-压力支管;9-开停阀;10-压力管;11-开停手柄;13-节流阀;15一换向问; 16-换向阀手柄;17-活塞;18-液压缸;19-工作台,机床工作台液压系统的工作原理图,4,2. 液压传动的组成和表示方法,2.1 系统的组成液压系统主要由以下四部分组成：（ 1）能源装置把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。（ 2）执行元件把油液的液压能转换成机械能的元件。有作直线运动的液压缸，或作回转运动的液压马。

12、www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.plcworld.cn www.。

13、部件的选择与计算,1.齿轮系传动比的最佳分配条件,2.合理非配级数和分配各级传动比,2.合理非配级数和分配各级传动比,例题,某机床x向进给系统减速器的总速比要求为25/6，取二级减速，试设计确定各齿轮的齿数,项目三 伺服系统,兰 子 奇,February 9, 2012,内容提要,常见执行装置,1.微动装置,（1）机械式微动装置,常见执行装置,1.微动装置,（2）热变形式微动装置,常见执行装置,1.微动装置,（3）磁致伸缩式微动装置,常见执行装置,1.微动装置,（4）电气机械式微动装置,常见执行装置,2.工业机器人末端执行期,（1）机械夹持器,常见执行装置,2.工业。

14、,闭环控制的伺服系统设计,朱燕平,一 闭环伺服系统的构成,闭环系统是负反馈控制系统。检测元件将执行部件的位移、转角、速度等量转变成电信号，反馈到系统的输入端并与指令进行比较，得出误差信号的大小，然后按照减小误差的 方向控制驱动电路，直到误差减小到零。 反馈元件一般精度比较高，很多误差都可以得到补偿，提高了系统的跟随精度和和定位精度。 根据检测元件的安装位置，闭环系统分为全闭环和半闭环两种。,全闭环，半闭环系统比较,位置检测元件直接安装在最 位置检测元件安装在传动链 后的移动部件上，形成全闭 某一部位，就形成。

15、,第四章 伺服系统设计,4.1 伺服系统概述,讲解人：李涛,伺服系统也叫随动系统，是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作从而得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。伺服系统是一种反馈控制系统。,4.1.1 伺服系统基本概念,4.1.2 伺服系统的基本类型,按被控量不同分：位置伺服系统、速 度伺服系统、力伺服系统。,位置伺服系统,速度伺服系统,力伺服系统,按执行元件不同分：电气伺服系 统、液压伺服系统、气压伺服系统。,液压伺服系统,气压伺服机构,电气伺服机构,按控制方式不同分：开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统,闭环伺服系。

16、机电一体化系统设计 第五章 伺服系统设计,第五章 伺服系统设计 5.1概述5.1.1 概念伺服系统 在控制指令的指挥下,控制驱动元件,使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动的系统。伺服系统有闭环伺服系统与开环伺服系统之分。闭环伺服系统是一种反馈控制系统，其工作过程是偏差不断产生又不断消除的过程。举例： 步进电机滚珠丝杠伺服驱动系统（开环位置控制伺服系统）。,机电一体化系统设计 第五章 伺服系统设计,5.1.2 伺服系统的类型及要求 一、类型1 按被控量分: 有位置、速度、加速度、力、力矩等伺服系统。2 按控制方式分: 有开环、闭。

17、伺服系统稳态设计,概述 伺服系统典型负载分析和计算 伺服系统控制方案选择 伺服电机选择 伺服检测装置的选择 放大装置选择,概 述,伺服系统稳态设计的内容对控制对象运动与动力学分析、负载分析、执行电动机及传 动装置的确定、测量元件的选择、放大装置的选择与设计计算。 伺服系统稳态设计目的确定系统的基本不变部分的结构，稳态设计的结果确定了系 统的控制能力。 动态设计计算则是在此基础上使系统达到要求的动态性能。包 括满足动态误差、稳定性及快速性要求。 伺服系统稳态设计特点稳态设计运用基础知识面更宽，需要有一定的实践经。