第2章伺服控制基础知识(新).ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3.数字测速方法 在闭环伺服控制系统中，根据脉冲计数来测量转速的方法有M法测速﹑T法测速和M/T法测速三种： M法测速是指：在规定时间间隔Tg内，测量所产生的脉冲数来获得被测速度值； T法测速是指：测量相邻二个脉冲的时间Ttach来确定被测速度值； M/T法测速是指：同时测量检测时间和在此检测时间内脉冲发生器发送的脉冲数来确定被测速度值。 对分辨率而言，T法测速时较高，随着速度的增大，分辨率变差。 M法则相反，高速时较高，随着速度降低，分辨率变差。 M/T法的分辨率/速度是常数，与速度无关，因此它比前两种方法都好。 二、角度（角位移）检测 在伺服系统中测角（位移)的方法很多，常用的有： 电位计 差动变压器 微同步器 自整角机 旋转变压器等 (一)差动变压器和微同步器 当铁心或转子偏离中间位置时，UC有输出，其幅值与偏离中间的大小成正比。它们共同特点是没有触点，因而具有较高的精度和较高的可靠性。 都是利用磁阻变化来检测转角(或位移)。差动变压器有直线位移式和转角式。 (二)旋转变压器 转子绕组的感应电压幅值严格按照转子偏转角度θ的正弦规律变化。 旋转变压器又叫同步分解器， 是一种旋转式小型交流电动机， 由定子和转子组成。 励磁频率常用的有 400Hz/500Hz/1000Hz/2000Hz/5000Hz n 变压比 Vm 最大瞬时电压 VI 定子输入电压 通常采用的是正余弦旋转变压器 旋转变压器 1.转子绕组感应电压的幅值严格地按转子偏转角的正弦(或余弦)规律变化， 2.其频率和励磁电压的频率相同。 由于旋转变压器只能测量转角，在数控机床的伺服系统中，往往用来直接测量丝杠的转角，亦可用齿条、 齿轮转化来的间接测量工作台的位移。 三、位置检测 在伺服系统中运动部件的位置检测分角位移和直线位移检测。 上述介绍的角位移传感器一般用于小角位移（速度）检测。 大角位移检测或直线位移检测，常用感应同步器、光栅、磁尺等。 (一)感应同步器 感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的。可用来测量直线或转角位移。 测量直线位移的称长感应同步器， 测量转角位移的称圆感应同步器。 从励磁方式来说，可分为两大类： 一类是以滑尺（或定子）励磁，由定尺（或转子）取出感应电动势信号； 另一类以定尺（或转子）励磁，由滑尺（或定子）取出感应电动势信号。 目前在实用中多数用前一类励磁方式。 方式一: 单相定尺绕组用 固定的电源励磁， 形成一个交变脉动振磁场， 滑尺上的正弦绕组的输出为， 余弦绕组输出为 其中 表示定尺与滑尺相对位移差。 输出电压与单值对应。 方式二: 给正余弦绕组分别加上 、 的励磁，在空间形成一个重复直线匀速运动的磁场。 使定尺单相绕组产生感应电动势，有 输出， 表示两尺相对位移，选一基准电压 用它来比较输出电压的相位差，即求相对位移， 2.应用举例 鉴相型测量电路：用正弦波基准信号对滑尺的sin和cos两个绕组进行激磁时，则从定尺绕组取得的感应电势将对应于基准信号的相位，并反映滑尺与定尺的相对位移。将感应同步器测得的反馈信号的相位与给定的指令信号相位相比较，如有相位差存在，则控制设备继续移动，直至相位差为零才停止。 鉴幅型测量电路：在感应同步器的滑尺两个绕组上，分别给以两个频率相同，相位相同但幅值不同的正弦波电压进行激磁，则从定尺绕组输出的感应电势的幅值随着定尺和滑尺的相对位置的不同而发生变化，通过鉴幅器可以鉴别反馈信号的幅值，用以测量位移量。 控制设备向负方向移动 控制设备向正方向移动 (二)光栅 光栅分为物理光栅和计量光栅两大类。检测直线位移的称为直线光栅，检测角度位移的称为圆光栅；根据光电元件感光方式不同，可将光栅分为玻璃透射式光栅和金属反射式光栅。 1.光栅的基本工作原理 长光栅G1装在机床移动部件上，标尺光栅 短光栅G2装在机床的固定部件上，指示光栅 光源、两块光栅(长光栅、短光栅)和光敏元件 每毫米刻50、100、200条线 栅距 节距 这表明莫尔条纹的节距是栅距的 倍，当标尺光栅移动