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影响伺服系统稳定性的关键因素主要有哪些?

时间:2021-07-01    作者:星辰智能

       稳定的伺服系统对于实现最佳的机器性能、耐用性、安全性和一致的机器性能非常重要,它可以提高机器的整体运行。最后一期介绍了决定伺服系统稳定性的关键参数。今天,我们将进一步解释这些关键参数如何影响伺服系统的稳定性。

  带宽

  简而言之,它可以被计算为伺服系统的给定阶跃响应的1/(处理时间)。用时域测量伺服电机加速到指令速度时的阶跃响应,处理时间将是电机速度在指令速度允许误差范围内的处理时间。图中测得误差范围内的处理时间为55ms,计算带宽为18Hz。在接收运动指令时,高带宽是伺服系统快速响应的关键。需要快速移动和处理时间的机器需要更高的带宽。

  带宽受许多因素影响,包括机械刚度、系统惯性和可用扭矩或力。由齿轮传动系统引入的具有多个联轴器、皮带和滑轮或柔性元件的机构会降低机器的刚性。甚至框架或基础结构都会影响系统的刚度,从而影响带宽。

  幅度增益裕量

  幅度增益裕度是频域的测量值,是指相位达到波特图中-180的最低频率点时低于0dB的幅度值。幅度增益裕量是伺服稳定性的一个指标。幅度增益裕度越低于0dB,稳定性越好。增益裕量是指系统变得不稳定之前可用的增益调整量。

  伺服系统中较高的增益可以提高响应性,直到实际增益等于可用的增益裕量。随着时间的推移,磨损引起的机械刚度变化会降低测量的增益裕度,导致原本稳定的系统不稳定。

  相位裕量

  相位裕量是频域的测量值,是指波特图中计算出的幅度超过0dB(增益交频)时的-180以上的相位滞后。差别越大,稳定性越好。相位裕量是指系统变得不稳定之前可用的相位滞后量。

  相位裕量越高,使用各种滤波技术和调整系统以优化整体性能就越灵活。

  幅度增益裕量和相位裕量允许伺服技术人员确定滤波和其他环路增益,以调整和优化伺服系统性能。

  摘要

  影响伺服稳定性的关键因素为机器性能优化提供了蓝图。了解关键元件如何影响伺服系统的稳定性,有助于伺服技术人员使用各种滤波技术来调整系统。精确调整和稳定的伺服系统是机器性能、耐用性和安全性的关键。

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