機電控制工程第五章伺服系統(tǒng)分析與綜合2/4/20231概述內容伺服系統(tǒng)基本方案系統(tǒng)性能分析性能改進設計機械諧振的控制數(shù)字控制器的設計和實現(xiàn)2/4/20232第一節(jié)伺服系統(tǒng)基本方案伺服系統(tǒng)的特點“思維”（電指令）→“行動”（機械運動）盡可能精確和快速的復現(xiàn)指令的要求閉環(huán)反饋系統(tǒng)通常輸出為點位置或軌跡2/4/20233伺服系統(tǒng)分類按閉環(huán)方式半閉環(huán)全閉環(huán)按信號處理技術模擬數(shù)字按執(zhí)行器電動液壓……2/4/20234控制器可控能量轉換裝置（對象）運動變換裝置對象測量裝置2/4/20235模擬式伺服系統(tǒng)M-+TG-+指令輸入位置輸出V+V-功放2/4/20236參考脈沖系統(tǒng)2/4/202372/4/202382/4/20239采樣－數(shù)據(jù)系統(tǒng)2/4/2023102/4/2023112/4/202312第二節(jié)系統(tǒng)性能分析一般形式2/4/2023132/4/202314如令2/4/202315靜態(tài)誤差位置誤差系數(shù)Ks＝∞速度誤差系數(shù)Kv＝Kp/Kf加速度誤差系數(shù)Ka＝0瞬態(tài)響應2/4/202316調整時間ts超調量σ目標：調整時間快、超調量小→Tm小，Kvo大2/4/202317剛度特性定義剛度2/4/202318動態(tài)剛度2/4/202319（1）速度誤差為常值，加速度誤差無窮大；（2）有負載，就有誤差；（3）不能跟蹤任意輸入。2/4/202320第三節(jié)性能改進設計改進措施加積分校正前饋——提高動態(tài)精度辨識干擾力矩，前饋補償2/4/202321積分校正設可否加微分？2/4/202322靜態(tài)特性2/4/202323動態(tài)特性2/4/202324剛度特性2/4/202325積分“纏繞”2/4/202326克服積分器“纏繞”的方法限制指令輸入條件積分后向計算與跟蹤2/4/2023272/4/202328復合控制2/4/20232902/4/202330負載轉矩前饋補償器2/4/202331第四節(jié)機械諧振的控制機械諧振問題兩個和兩個以上儲能元件且低阻尼高動態(tài)機電控制系統(tǒng)傳動元件的彈性低成本機電控制系統(tǒng)彈性傳動元件2/4/2023322/4/2023332/4/2023342/4/2023352/4/202336式中2/4/2023372/4/2023382/4/202339串入雙T網(wǎng)絡控制器雙T網(wǎng)絡對象測量裝置2/4/2023402/4/2023412/4/202342取2/4/2023432/4/202344第五節(jié)數(shù)字控制器設計和實現(xiàn)離散化2/4/202345基本函數(shù)的等價離散化積分2/4/202346微分2/4/202347低通濾波（慣性環(huán)節(jié)）2/4/202348數(shù)字PID控制算法2/4/2023492/4/202350數(shù)字LL控制器2/4/2023512/4/202352數(shù)字控制器的實現(xiàn)2/4/202353實驗一直流伺服電動機控制實驗目的實踐基本機電控制系統(tǒng)的測試、控制器設計、實現(xiàn)和數(shù)字化實驗要求測試控制對象的基本參數(shù)設計、調試各回路控制器，使性能最優(yōu)實現(xiàn)位置環(huán)和速度環(huán)的數(shù)字化2/4/202354