伺服系统与位置检测.PDF

第六章 伺服系统与位置检 测 第 6 章 伺服系统与位置检测 6.1 概述 6.1.1 伺服系统的分类与要求 6.1.2 对位置检测装置的分类与要求 6.2 位置检测元件 6.2.1 感应同步器 6.2.2 光栅 6.2.3 脉冲编码器 6.3 步进电机及其驱动系统 6.3.1 步进电机工作原理 6.3.2  交流伺服系统 第 6 章 伺服系统与位置检测 6.1    概述  进给伺服系统能根据指令信号精确地控制执行部件 的运动速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合 成的运动轨迹。 如果把数控装置比作数控机床的“大脑”，是发布 “命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控机床的“四 肢”，是执行“命令”的 机构，它是一个不折不扣的跟随者 。 位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环 、半闭环控制系统中，它的主要作用是检测位移和速度，并 发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制。 6.1.1 伺服系统的分类与要求 1. 伺服系统的分类 按其控制原理和有无位置反馈装置分为 : 开环和闭环伺 服系统； 第 6 章 伺服系统与位置检测 按其用途和功能分为 :进给驱动系统和主轴驱动系统 ； 按其驱动执行元件的动作原理分为 : 电液伺服驱动 系统和电气伺服驱动系统。 2. 伺服系统的基本要求 1). 位移精度高 2). 稳定性好 3.  快速响应 4). 调速范围宽 5). 低速大扭矩 6.1.2 对位置检测装置的分类与要求 1. 位置检测装置的分类 按工作条件和测量要求不同分为： 直接测量和间接测量 数字式测量和模拟式测量 增量式测量和绝对式测量 第 6 章 伺服系统与位置检测 2. 位置检测装置的基本要求 1 ） 工作可靠，抗干扰能力强； 2 ） 满足精度和速度的要求； 3 ）易于安装，维护方便，适应机床工作环境； 4 ） 成本低。 6.2 位置检测元件 6.2.1 感应同步器 1. 结构与工作原理 感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，属模 拟式测量，二者工作原理相同，其输出电压随被测直线位移 或角位移而改变。 感应同步器按其结构特点一般分为直线式和旋转式两 种： 直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，用于直线位移 测量。 旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位移测 第 6 章 伺服系统与位置检测 直线感应同步器相当于一个展开的多极旋转变压器 ，其结构如图 6-1 所示，         当滑尺任意一绕组加交流激磁电压时，由于电磁感应 作用，在定尺绕组中必然产生感应电压，该感应电压取决于 滑