第5章 机电传动伺服系统.ppt

第5章机电传动伺服系统
伺服系统中主要元器件
伺服控制系统设计方法
伺服系统应用举例
伺服系统中主要元器件

影响伺服系统控制因素很多,其中最重要的是位置、速度、加速度以及振动等伺服

(1)测速发电机
直流测速发电机
直流测速发电机有他励式和永磁式两种,其主要性能均一致。它的电枢提供直流电压。输出,极性由输入转向决定,大小与输入角速度成正比。
(2)测速电桥
(3)光电测速盘
(4)速率陀螺
当运动物体不是做连续旋转时,例如船在水中受风浪作用而摇摆,飞行器在空中飞行时受气流作用而摇摆,车辆在地上行驶时因路面不平而引起车身左右颠簸等,都是做小角度的摆动。要测量它们摆动的角速度用以上介绍的测速装置难以奏效,则可采用速率陀螺来检测。
(位移)元件
在伺服系统中测角(位移)的方法很多,这里介绍一些已系列化生产的测角(位移)元件,常用的有电位计、差动变压器、自整角机、旋转变压器、感应同步器、陀螺等。

用自整角机或旋转变压器测角,转角不受限制是它们的优点之一,因而在随动系统中用得很广泛。可是自整角机和旋转变压器的制造误差,常超过了系统的误差要求。采用精、粗双通道测角线路,在多数情况能解决此矛盾。

以上介绍的测角(位移)方法,要求系统的输入是机械转角(或位移),并能通过传感器直接检测。还有一些场合无法直接测量输入,就不能采用上述方法,例如跟踪飞行器的雷达天线伺服系统,是利用发射电磁波并通过目标反射的回波,来鉴别天线轴线与目标视线的误差角。又如利用飞行器自身发出的红外线,由红外探测器来检测探测器轴线与目标视线之间的误差角。又如声纳利用声波或超声波来探测水面下的物体等。利用电磁波、光波、声波作扫描运动,可以精确地测得误差角(位移)。扫描形式有圆锥形、扇形、玫瑰瓣形等多种。
(位移)
在进行大型建筑施工时,需要光电准直测量,以保证施工的质量。。一端安置激光发射装置,向另一端发射很细的激光束;另一端用光电准直仪校准,准直仪的光学系统将激光束投射到光敏元件表面,成一圆形光斑。光敏元件可用四象限光电池或四象限光电二极管。,它们是在同一基片上制成的四个二极管,具有相同的光电特性。当光斑中心正对A、B、C、D四管中间十字线的交点时,四管所受光照面积相同、光强一致,表示两端已对准成一直线。
伺服控制系统设计方法

伺服系统的种类很多,组成方式和工作状况也是多种多样,。它有检测装置,用来检测输入信号和系统的输出,有放大装置和执行部件,为使各部件之间有效的组配和使系统具有良好的工作品质,一般还有信号转换线路和补偿装置。这仅指信息在系统中传递所必经的各个部分。此外,以上各部分都离不开相应的能源设备、相应的保护装置、控制设备和其它辅助设备。
伺服系统的输出可以是各种不同的物理量,本书将结合机械运动控制中的问题进行讨论,如速度(包括角速度)控制、位置(包括转角)控制和运动轨迹控制,讨论各种速度伺服系统和位置伺服系统(亦称随动系统)的原理与设计问题。