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3.4鉴相式伺服系统

(ComparingPhasicServoSystem);3.4.1鉴相式伺服系统组成

图3.20所表示是鉴相式伺服系统方框图，它主要由基准信号发生器、脉冲调相器、检测元件及信号处理线路、鉴相器、驱动线路和执行元件等组成。;3.4.1鉴相式伺服系统组成

各组成部分功效介绍：

⒈基准信号发生器

⒉脉冲调相器

⒊检测元件及信号处理线路

⒋鉴相器

鉴相器输入信号有两路，一路是来自脉冲调相器指令信号；另一路是来自检测元件及信号处理线路反馈信号，它反应了工作台实际位移量大小。

⒌驱动线路和执行元件;3.4.2鉴相式伺服系统工作原理

鉴相式伺服系统利用相位比较原理进行工作。

当数控机床数控装置要求工作台沿一个方向进给时，插补器或插补软件便产生一系列进给脉冲。

该进给脉冲作为指令脉冲，其数量代表了工作台指令进给量，其频率代表了工作台进给速度，其方向代表了工作台进给方向。;3.4.3鉴相式伺服系统控制线路

⒈脉冲调相器

脉冲调相器功效是按照所输入指令脉冲要求对载波信号进行相位调整。如图3.21所表示为脉冲调相器组成原理框图。;3.4.3鉴相式伺服系统控制线路

脉冲—相位变换原理

假设时钟脉冲频率为F，计数器（当分频器用）容量为N，则这两个计数器最终一级输出频率f为：f=F/N。假如在时钟脉冲触发两计数器以前，先向其中一个计数器（如x计数器）输入一定数量脉冲Δx，则当初钟脉冲触发两计数器以后，两计数器输出信号频率仍相同，但相位不一样。N个时钟脉冲使标准计数器输出改变一个周期，即360°，N+Δx个脉冲使x计数器输出在改变一个周期（360°）后，又改变φ=·Δx，即超前标准计数器一个相位角φ。以后每来N个时钟脉冲，两计数器都改变一个周期，其原理图和波形如图3.22a、b所表示。;3.4.3鉴相式伺服系统控制线路

若在时钟脉冲触发两计数器过程中，加入一定数量脉冲+Δx给x计数器，这么就会使输入给x计数器脉冲总数比给标准计数器计数脉冲多了Δx个，结果使x计数器输出信号相位超前φ=（+Δx/N）360°，如图3.22c所表示。;3.4.3鉴??式伺服系统控制线路

假如在时钟脉冲不停触发两计数器过程中，加入一定数量-Δx脉冲给x计数器，使加入-Δx个脉冲抵消了进入x计数器Δx个时钟脉冲，则在两计数器最末一级输出端将出现x计数器相位滞后标准计数器一个相位φ，φ=(－Δx/N)360°，如图3.23a、b所表示。;3.4.3鉴相式伺服系统控制线路

2.鉴相器

鉴相器又称相位比较器，它作用是判别指令信号与反馈信号相位，判别二者之间相位差，将其变成一个带极性误差电压信号，作为速度单元输入信号。

鉴相器结构形式很多，惯用有二极管鉴相器，能够用来判别正弦信号之间相位差；触发器（门电路）鉴相器，能够对方波信号之间相位差进行判别。

下面以触发器鉴相器为例说明鉴相器工作原理。;3.4.3鉴相式伺服系统控制线路

2.鉴相器

如图3.25所表示，触发器为不对称触发双稳态触发器。;3.5鉴幅式伺服系统

(ComparingAmplitudeServoSystem);鉴幅式伺服系统组成

。该系统由测量元件及信号处理线路、数模转换器、比较器、放大步骤和执行元件五部分组成。;3.5.1鉴幅式伺服系统工作原理

进入比较器信号有两路，一路来自数控装置插补器或插补软件进给脉冲，它代表了数控装置要求机床工作台移动位移；另一路来自测量元件及信号处理线路，也是以数字脉冲形式出现，它代表了工作台实际移动距离。

鉴幅系统工作前，数控装置和测量元件及信号处理线路都没有脉冲输出，比较器输出为零，这时，执行元件不带开工作台移动。;3.5.1鉴幅式伺服系统工作原理

出现进给脉冲信号之后，比较器输出不再为零，执行元件开始带开工作台移动，同时以鉴幅式工作测量元件又将工作台位移检测出来，经信号处理线路转换成对应数字脉冲信号，该数字脉冲信号作为反馈信号进入比较器与进给脉冲进行比较。若二者相等，比较器输出为零，说明工作台实际移动距离等于指令信号要求工作台移动距离，执行元件停顿带开工作台移动；若二者不相等，说明工作台实际移动距离不等于指令信号要求工作台移动距离，执行元件继续带开工作台移动，直到比较器输出为零时为止。;3.5.2鉴