第2章：伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計

1、 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：5 5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計 算

2、算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：

3、（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述述 2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖 寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM) (PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝

4、置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二章第二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2 . 1 2 . 1 設(shè) 計 概 述設(shè) 計 概 述 速度控制系統(tǒng)和位置控制系統(tǒng)的共同特點是：通過系統(tǒng)的執(zhí)行元件直接或經(jīng)機(jī)械傳動裝置帶動被控對象，完成要求的機(jī)械運動。 因此工程上對它們的技術(shù)要求，主要是圍繞著機(jī)械運動的規(guī)律和運動參數(shù)的要求。2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：5 5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺

5、 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計 算算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇

6、擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述述 2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖

7、寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM)(PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二章第二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2.1.1 2.1.1 速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求 1.1.速速 度度 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 要要

8、 求求 ：u可可 逆逆 性性 要要 求：單求：單 向向 調(diào)調(diào) 速、可速、可 逆逆 調(diào)調(diào) 速速u平平 滑滑 性性 要要 求：有求：有 級級 調(diào)調(diào) 速、無速、無 級級 調(diào)調(diào) 速速u連 續(xù) 性 要 求 ： 調(diào) 速 是 連 續(xù) 的 還 是 容連 續(xù) 性 要 求 ： 調(diào) 速 是 連 續(xù) 的 還 是 容 許許 有有 間間 歇歇 的的 。2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.1 2.1.1 速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求minminmaxmaxminminmaxmaxminminmaxmaxV VV V D Dn nn n 2.2. 系系 統(tǒng)統(tǒng) 輸輸 出出 軸軸 要要 求求 ：u最最

9、 大大 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速：速：n nmaxmax(r/min)(r/min)、 maxmax(rad/s)(rad/s)、V Vmaxmax(m/s)(m/s)u最最 低低 平平 穩(wěn)穩(wěn) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速：速：n nminmin(r/min)(r/min)、 minmin(rad/s)(rad/s)、V Vminmin(m/s)(m/s)u調(diào)調(diào) 速速 范范 圍圍 D D：2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.1 2.1.1 速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)指標(biāo)要求速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)指標(biāo)要求100100n nn nn n 0 00 0 3.3. 系系 統(tǒng)統(tǒng) 輸輸 出出 軸軸 上上 負(fù)負(fù) 載載 力力 矩矩 變變 化化

10、時時 ，控，控 制制 精精 度度 技技 術(shù)術(shù) 指指 標(biāo)標(biāo) ：u轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 降降 n n（ ）： n n = = n n0 0 n n 其其 中：中：n n0 0 - - 控控 制制 信信 號號 一一 定定 的的 情情 況況 下下 ， 理理 想想 的的 空空 載載 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 n n - - 控控 制制 信信 號號 一一 定定 的的 情情 況況 下下 ， 滿滿 載載 時時 的的 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速u靜靜 差差 率率 ： = = 100100n nn n0 02.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述v或或2.1.1 2.1.1 速 度 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求速 度 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的

11、技 術(shù) 要 求 4. 階階 躍躍 輸輸 入入 下下 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 動動 態(tài)態(tài) 響響 應(yīng)應(yīng) 特特 性性 ：u最最 大大 超超 調(diào)調(diào) 量量 % %u調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 時時 間間 t ts s：偏：偏 差差 在在 5 5 或或 2 2 范范 圍圍u振振 蕩蕩 次次 數(shù)數(shù) N N2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.1 2.1.1 速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求速度控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求 5. 5. 負(fù)負(fù) 載載 擾擾 動動 下下 的的 動動 態(tài)態(tài) 響響 應(yīng)應(yīng) 特特 性性 ： 階階 躍躍 擾擾 動動 或或 脈脈 沖沖 擾擾 動動 下下 ，u最最 大大 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 降降 n nmaxmax( (或或 maxm

12、ax或或V Vmaxmax) )u調(diào)調(diào) 整整 時時 間間 t ts sf 2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2 . 1 . 1 2 . 1 . 1 速 度 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求速 度 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求 6. 其其 它它 要要 求求 ：u工工 作作 制制 的的 要要 求求 ：長長 期期 連連 續(xù)續(xù) 運運 行行 制制 、間、間 歇歇 運運 行行 制制 、 短短 時時 運運 行行 制制 。u系系 統(tǒng)統(tǒng) 可可 靠靠 性性 要要 求求 ：通通 常常 用用 連連 續(xù)續(xù) 運運 行行 無無 故故 障障 時時 間間 來來 衡衡 量量 。u使使 用用 壽壽 命命u使使

13、 用用 環(huán)環(huán) 境境 條條 件件 ：環(huán)環(huán) 境境 溫溫 度度 、濕、濕 度度 、振、振 動動 、抗、抗 沖沖 擊擊 、防、防 水水 、防、防 化化 、防、防 輻輻 射射 、電、電 源源 條條 件件 的的 限限 制制u經(jīng)經(jīng) 濟(jì)濟(jì) 性性 要要 求求 ：生生 產(chǎn)產(chǎn) 成成 本本 、標(biāo)、標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 化化 程程 度度u結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 型型 式式 要要 求求 ：體體 積積 、質(zhì)、質(zhì) 量量 、安、安 裝裝 特特 點點 等等2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：5 5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù)

14、要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計 算算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2

15、 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述述 2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制

16、制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖 寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM)(PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二章第二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2.1.2 2.1.2 位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求位置控制系統(tǒng)

17、通常的技術(shù)要求 1. 速速 度度 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 要要 求求 ：u平平 滑滑 性性 要要 求：有求：有 級級 調(diào)調(diào) 速、無速、無 級級 調(diào)調(diào) 速速u可可 逆逆 性性 要要 求：單求：單 向向 調(diào)調(diào) 速、可速、可 逆逆 調(diào)調(diào) 速速u連 續(xù) 性 要 求 ： 調(diào) 速 是 連 續(xù) 的 還 是 容連 續(xù) 性 要 求 ： 調(diào) 速 是 連 續(xù) 的 還 是 容 許許 有有 間間 歇歇 的的 。2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.2 2.1.2 位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求 2.2. 系系 統(tǒng)統(tǒng) 輸輸 出出 軸軸 要要 求求 ：u最最 大大 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速：速：n nmaxmax(r/min)

18、(r/min)、 maxmax(rad/s)(rad/s)、V Vmaxmax(m/s)(m/s)u最最 低低 平平 穩(wěn)穩(wěn) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速：速：n nminmin(r/min)(r/min)、 minmin(rad/s)(rad/s)、V Vminmin(m/s)(m/s)u調(diào)調(diào) 速速 范范 圍圍 D D：mmi in nmma ax xmmi in nmma ax xmmi in nmma ax xV VV V D Dn nn n2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.2 2.1.2 位置伺服系統(tǒng)通常的技術(shù)要 求位置伺服系統(tǒng)通常的技術(shù)要 求 3.3. 系系 統(tǒng)統(tǒng) 靜靜 誤誤 差差 e es s (

19、 ( 系系 統(tǒng)統(tǒng) 靜靜 差差) ) 隨 動 系 統(tǒng) 通 常 設(shè) 計 成 無 靜 差 系 統(tǒng) ，隨 動 系 統(tǒng) 通 常 設(shè) 計 成 無 靜 差 系 統(tǒng) ，當(dāng)系統(tǒng)靜止協(xié)調(diào)時，沒有位置誤差。但實當(dāng)系統(tǒng)靜止協(xié)調(diào)時，沒有位置誤差。但實際 系 統(tǒng) 存 在 非 線 性 因 素 ， 如 ： 測 角 元 件際 系 統(tǒng) 存 在 非 線 性 因 素 ， 如 ： 測 角 元 件的 分 辨 率 有 限 、 系 統(tǒng) 輸 出 端 機(jī) 械 運 動 部的 分 辨 率 有 限 、 系 統(tǒng) 輸 出 端 機(jī) 械 運 動 部分 存 在 干 摩 擦 等 等 ， 都 將 給 系 統(tǒng) 造 成 一分 存 在 干 摩 擦 等 等 ， 都 將 給

20、 系 統(tǒng) 造 成 一定定 的的 靜靜 誤誤 差差 。2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2 . 1 . 2 2 . 1 . 2 位 置 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求位 置 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求 4. 4. 階階 躍躍 輸輸 入入 下下 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 動動 態(tài)態(tài) 響響 應(yīng)應(yīng) 特特 性性 ：u最最 大大 超超 調(diào)調(diào) 量量 % %u調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 時時 間間 t ts s：偏：偏 差差 在在 5 5 或或 2 2 范范 圍圍u振振 蕩蕩 次次 數(shù)數(shù) N N2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.2 2.1.2 位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求 5.

21、 等等 速速 跟跟 蹤蹤 時，負(fù)時，負(fù) 載載 擾擾 動動 下下 的的 動動 態(tài)態(tài) 響響 應(yīng)應(yīng) 特特 性性 ：u最最 大大 誤誤 差差 角角 e em m fu過過 渡渡 過過 程程 時時 間間 t ts sf 2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2 . 1 . 2 2 . 1 . 2 位 置 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求位 置 控 制 系 統(tǒng) 通 常 的 技 術(shù) 要 求VVeK 6.6. 系系 統(tǒng)統(tǒng) 跟跟 蹤蹤 狀狀 態(tài)態(tài) 下下 的的 誤誤 差差 指指 標(biāo)標(biāo) ：u速度誤差速度誤差e ev vu最大正弦誤差最大正弦誤差e emmu相相 對對 精精 度度 指指 標(biāo)標(biāo) ： 速速 度度 品品

22、 質(zhì)質(zhì) 系系 數(shù)數(shù) K Kv v: (1/s)(1/s) 加加 速速 度度 品品 質(zhì)質(zhì) 系系 數(shù)數(shù) K Ka a: (1/s(1/s2 2) ) aaeK2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.2 2.1.2 位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求 7.7. 頻頻 率率 響響 應(yīng)應(yīng) 特特 性性 指指 標(biāo)標(biāo) 要要 求求u振振 蕩蕩 指指 標(biāo)標(biāo) Mp: Mp: 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 閉閉 環(huán)環(huán) 幅幅 頻頻 特特 性性 A A ( ( p p ) ) 的的 最最 大大 值值 與與 A(0)A(0) 的的 比比 值值 ；( (一一 般般 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng)

23、無無 靜靜 差差 ：A(0)=1 )A(0)=1 )u頻頻 帶帶 寬寬 度度 b b: : 閉閉 環(huán)環(huán) 幅幅 頻頻 特特 性性 A(A( b b) ) = = 0.7070.707 時時 的的 角角 頻頻 率。率。u相相 角角 儲儲 量量 2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述2.1.2 2.1.2 位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求位置控制系統(tǒng)通常的技術(shù)要求 8. 8. 其其 它它 要要 求求 ：u工工 作作 制制 的的 要要 求求 ：長長 期期 連連 續(xù)續(xù) 運運 行行 制制 、間、間 歇歇 運運 行行 制制 、 短短 時時 運運 行行 制制 。u系系 統(tǒng)統(tǒng) 可可 靠靠 性性 要要 求求 ：通通 常常 用

24、用 連連 續(xù)續(xù) 運運 行行 無無 故故 障障 時時 間間 來來 衡衡 量量 。u使使 用用 壽壽 命命u使使 用用 環(huán)環(huán) 境境 條條 件件 ：環(huán)環(huán) 境境 溫溫 度度 、濕、濕 度度 、振、振 動動 、抗、抗 沖沖 擊擊 、防、防 水水 、防、防 化化 、防、防 輻輻 射射 、電、電 源源 條條 件件 的的 限限 制制u經(jīng)經(jīng) 濟(jì)濟(jì) 性性 要要 求求 ：生生 產(chǎn)產(chǎn) 成成 本本 、標(biāo)、標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 化化 程程 度度u結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 型型 式式 要要 求求 ：體體 積積 、質(zhì)、質(zhì) 量量 、安、安 裝裝 特特 點點 等等2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：

25、5 5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計 算算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇

26、（舊版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述

27、述 2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖 寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM)(PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二

28、章第二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2 . 1 . 3 2 . 1 . 3 伺 服 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 步 驟伺 服 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 步 驟一、調(diào)一、調(diào) 研研 1. 1. 選選 定定 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 各各 部部 件件 型型 號號 ； 2. 2. 確確 定定 各各 部部 件件 間間 接接 口口 方方 式式 ； 3. 3. 選選 擇擇 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 控控 制制 方方 案案 ； 4. 4. 確確 定定 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 主主 干干 線線 路路 、輔、輔 助助 線線 路路 及及 電電 源源二、理二、理 論論 設(shè)設(shè) 計計 1. 1. 穩(wěn)穩(wěn) 態(tài)態(tài) 設(shè)設(shè) 計

29、計 負(fù)負(fù) 載載 分分 析析 計計 算算 選選 擇擇 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 選選 擇擇 檢檢 測測 元元 件件 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇 2. 2. 傳傳 遞遞 函函 數(shù)數(shù) 的的 推推 導(dǎo)導(dǎo) 3. 3. 動動 態(tài)態(tài) 設(shè)設(shè) 計計 希望希望 特特 性性 的的 繪繪 制制 設(shè)設(shè) 計計 校校 正正 環(huán)環(huán) 節(jié)節(jié)三、調(diào)三、調(diào) 試試2.1 2.1 設(shè)計概述設(shè)計概述 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：5

30、5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計 算算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇（舊

31、版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述述

32、2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖 寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM)(PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二章第

33、二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算2 . 2 . 1 2 . 2 . 1 幾 種 典 型 負(fù) 載幾 種 典 型 負(fù) 載直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動干干 摩摩 擦擦 負(fù)負(fù) 載載粘粘 性性 摩摩 擦擦 負(fù)負(fù) 載載慣慣 性性 負(fù)負(fù) 載載干干 摩摩 擦擦 力力 FcFc （N N）: : F Fc c = = |F|Fc c| | SignSign V V 式中：式中： V V - - 負(fù)負(fù) 載載 線線 速速 度度干干 摩摩 擦擦 力力 矩矩 Mc

34、Mc （N N mm）: : M Mc c = = |M|Mc c| | SignSign 式中：式中： - - 負(fù)負(fù) 載載 角角 速速 度度粘粘 性性 摩摩 擦擦 力力 矩矩 MMb b （N N mm）: : M Mb b = = b b2 2 式中：式中：b b2 2 ( (N s m)N s m) 粘性摩擦系數(shù)粘性摩擦系數(shù) 慣慣 性性 力力 矩矩 MMJ J（N N mm）: : M MJ J = = J J 式中：式中： （rad/srad/s2 2) ) - - 負(fù)負(fù) 載載 角角 加加 速速 度度粘粘 性性 摩摩 擦擦 力力 F Fb b （N N）: : F Fb b = = b

35、 b1 1 V V 式中：式中：b b1 1(N (N s/m) s/m) 粘性摩擦系數(shù)粘性摩擦系數(shù)慣慣 性性 力力 F Fmm （N N）: : F Fmm = = m a m a 式中：式中： a (m/sa (m/s2 2) ) - - 負(fù)負(fù) 載載 線線 加加 速速 度度1.1.2.2.3.3.2.2.1 2.2.1 幾種典型負(fù)載幾種典型負(fù)載直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動位位 能能 負(fù)負(fù) 載載彈彈 性性 負(fù)負(fù) 載載風(fēng)風(fēng) 阻阻 負(fù)負(fù) 載載重重 力力 W W（N N）: : WW = = m

36、 g m g 不不 平平 衡衡 力力 矩矩 M MWW （N N mm）彈彈 性性 力力 矩矩 MMk k （N N mm）: : MMk k = = k k2 2 式中：式中：k k2 2 ( (N m/ rad )N m/ rad ) 彈性摩擦系數(shù)彈性摩擦系數(shù) 角位移角位移風(fēng)風(fēng) 阻阻 力力 矩矩 MMt t（N N mm）: : MMt t = = f2 2 2 2 式中：式中： f2 2（N N m sm s2 2) ) 風(fēng)阻系數(shù)風(fēng)阻系數(shù) 彈力彈力F Fk k (N):(N): F Fk k = = k k1 1 L L 式中：式中：K K1 1(N(N/m) /m) 彈彈性摩擦系數(shù)性摩

37、擦系數(shù) L (m) L (m) 線線 位位 移移風(fēng)風(fēng) 阻阻 力力 F Ft t （N N）: : F Ft t = = f1 1 V V2 2 式中：式中： f1 1 (N s (N s2 2/m/m2 2) ) 風(fēng)阻系數(shù)風(fēng)阻系數(shù)4.4.5.5.6.6.2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：5 5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.

38、3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計 算算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊

39、版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述述 2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖 寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM)(PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大

40、大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二章第二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2 . 2 . 2 2 . 2 . 2 負(fù) 載 的 折 算負(fù) 載 的 折 算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3.3.直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

41、 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算2 . 2 . 2 2 . 2 . 2 負(fù) 載 的 折 算負(fù) 載 的 折 算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3.3.直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多

42、軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算電電 機(jī)機(jī)負(fù)負(fù) 載載F= Fc + Fb + Fm = Fc+ b1v + ( md + mz ) a式中式中: : F - - 電機(jī)軸受到的合力電機(jī)軸受到的合力 md - 電機(jī)動子質(zhì)量電機(jī)動子質(zhì)量 mz - 負(fù)載質(zhì)量負(fù)載質(zhì)量2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算2 . 2 . 2 2 . 2 . 2 負(fù) 載 的 折 算負(fù) 載 的 折 算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3 3. .直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速

43、速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算u 旋 轉(zhuǎn) 運 動旋 轉(zhuǎn) 運 動電電 機(jī)機(jī)負(fù)負(fù) 載載M = Mc + MJ = Mc + (Jd + Jz)式式中中: : M - - 電機(jī)軸受到的合力矩電機(jī)軸受到的合力矩 Jd - - 電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量 Jz - - 負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算2 . 2 . 2 2 . 2 . 2 負(fù) 載 的 折 算負(fù) 載 的 折 算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3.3.直

44、直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算u 考 慮 減 速 比考 慮 減 速 比 iz22z11z31z21z12z32123電電 機(jī)機(jī)負(fù)負(fù) 載載d = i zd = i zd = i zi = i1 i2 i3 式 中： i1 、 i2、 i3 - 各各 級級 齒齒 輪輪 減減 速速 比比 i - - 齒齒 輪輪 減減 速速 器器 總總 的的 減減

45、速速 比比2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算2.2.2 2.2.2 負(fù)載的折算負(fù)載的折算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3.3.直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算u 考 慮 傳 動 效 率考 慮 傳 動 效 率 z22z11z31z21z12z32123電電 機(jī)機(jī)負(fù)負(fù) 載載電機(jī)的輸出功率與負(fù)載消耗功率相等電機(jī)的

46、輸出功率與負(fù)載消耗功率相等 M Md d d d = M = MZ Z Z ZM Md d = - = -M MZ Zi d = i z2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算2.2.2 2.2.2 負(fù)載的折算負(fù)載的折算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3.3.直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算bzbdMbMbJzJd

47、MJMJ2bbi 2JJi zddzdzdzMMiiii u 負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算KzKdMKMK22fzfdMfMf2KKi 3ffi zddzdzdzMMiiii u 負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算zdMMi2223bbiJJiKKiffi dzdzdziii u 負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算2 . 2 . 2 2 . 2 . 2 負(fù) 載 的 折 算負(fù) 載 的 折 算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸 傳傳 動動3.3.直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳

48、動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算u 單 軸 傳 動單 軸 傳 動已已 知：負(fù)知：負(fù) 載載 WW = = mm g g ，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn) 子子 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動 慣慣 量量 J Jd d ，轆，轆 輪輪 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動 慣慣 量量 J Jp p ，直，直 徑徑 2R2R，電，電 機(jī)機(jī) 和和 轆轆 輪輪 的的 角角 速速 度度 為為 ，負(fù)，負(fù) 載載 線線 速速 度度 v v = = R Rl 提 升 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩提 升 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩l

49、 下 降 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩下 降 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩 M M = M= MJ J- M- MWW= ( J= ( Jd d+ J+ JP P+ m R+ m R2 2) ) 2 2 - - W RW R電 機(jī)負(fù) 載 轆 輪WW2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算 M M = = M MJ J + M+ MWW= = (J(Jd d+ J+ JP P +mR+mR2 2) ) 1 1 +WR+WR2 . 2 . 2 2 . 2 . 2 負(fù) 載 的 折 算負(fù) 載 的 折 算1. 單單 軸軸 傳傳 動動2. 多多 軸軸

50、 傳傳 動動3.3.直直 線線 運運 動動 與與 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換直直 線線 運運 動動旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 運運 動動考考 慮慮 減減 速速 比比 i考考 慮慮 傳傳 動動 效效 率率負(fù)載參數(shù)的折算負(fù)載參數(shù)的折算單單 軸軸 傳傳 動動多多 軸軸 傳傳 動動2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算u 多 軸 傳 動多 軸 傳 動電 機(jī)負(fù) 載 轆 輪WWz22z11z31z21z12z32123若若 電電 機(jī)機(jī) 軸軸 與與 轆轆 輪輪 之之 間間 存存 在在 減減 速速比比 i 和和 傳傳 動動 效效 率率 ，則則 l 提 升 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩提

51、升 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩 M M = M= MJ J + M + MWW = = ( J( Jd d+ + ) ) 1 1 + + . . i i2 22 2P PJ JR RJ J m mzdMMiii22 2R RmmJ JP P iWRl 下 放 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩下 放 負(fù) 載 時 ， 電 機(jī) 軸 上 的 總 負(fù) 載 力 矩 M M = M= MJ J - M - MWW = = ( J( Jd d+ + ) ) 2 2 - - . . i22 2R RmmJ JP P iWR2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析

52、計算 2.1 2.1 設(shè)設(shè) 計計 概概 述述（舊版書：（舊版書：5 5 1 1） 2.1.1 2.1.1 速速 度度 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.2 2.1.2 位位 置置 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 通通 常常 的的 技技 術(shù)術(shù) 要要 求求 2.1.3 2.1.3 設(shè)設(shè) 計計 步步 驟驟 2.2 2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 分分 析析 計計 算算（舊版書：（舊版書：5 5 2 2） 2.2.1 2.2.1 幾幾 種種 典典 型型 負(fù)負(fù) 載載 2.2.2 2.2.2 負(fù)負(fù) 載載 的的 折折 算算 2.2.3 2.2.3 負(fù)負(fù) 載載 的的 綜綜 合合 計計

53、 算算 2.3 2.3 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 的的 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 3 3） 2.3.1 2.3.1 執(zhí)執(zhí) 行行 元元 件件 概概 述述 2.3.2 2.3.2 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 選選 擇擇 2.4 2.4 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇（舊版書：第二章、（舊版書：第二章、 5 5 4 4） 2.4.1 2.4.1 伺伺 服服 系系 統(tǒng)統(tǒng) 的的 測測 速速 與與 測測 角角 2.4.2 2.4.2 檢檢 測測 裝裝 置置 的的 選選 擇擇 和和 設(shè)設(shè) 計計 2.5 2.5 信信 號號 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 電電 路路 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版

54、書：（舊版書：5 5 4 4） 2.5.1 2.5.1 概概 述述 2.5.2 2.5.2 相相 敏敏 整整 流流 電電 路路 2.5.3 2.5.3 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 線線 路路 2.5.4 2.5.4 脈脈 沖沖 寬寬 度度 調(diào)調(diào) 制制 (PWM)(PWM) 線線 路路 2.6 2.6 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 選選 擇擇（舊版書：（舊版書：5 5 4 4） 2.6.1 2.6.1 功功 率率 放放 大大 裝裝 置置 概概 述述 2.6.2 2.6.2 放放 大大 裝裝 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 選選 擇擇 2.7 2.7 電電 源源 設(shè)設(shè) 備備 等等 裝裝

55、 置置 的的 設(shè)設(shè) 計計（舊版書：（舊版書：5 5 4 4）第二章第二章 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計2.2.3 2.2.3 負(fù)載的綜合計算負(fù)載的綜合計算負(fù)負(fù) 載載 運運 動動 有有 規(guī)規(guī) 律律負(fù)負(fù) 載載 運運 動動 沒沒 有有 固固 定定 規(guī)規(guī) 律律負(fù)載力矩不僅與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，還與運動狀況有關(guān)。負(fù)載力矩不僅與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，還與運動狀況有關(guān)。2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算u 負(fù) 載 運 動 有 規(guī) 律負(fù) 載 運 動 有 規(guī) 律22m RM(J)Jdi 龍龍 門門 刨刨 床床 工工 作作 臺臺 的的 控控 制制 系系 統(tǒng)：統(tǒng)：執(zhí)執(zhí) 行行 電電 動動 機(jī)機(jī) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 的的

56、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動 慣慣 量量 J Jd d , ,減減 速速 齒齒 輪輪 組組 的的 減減 速速 比比 i, ,與與 齒齒 條條 相相 嚙嚙 合合 的的 齒齒 輪輪 節(jié)節(jié) 圓圓 半半 徑徑 R R , ,總總 傳傳 動動 效效 率率 ，往，往 復(fù)復(fù) 運運 動動 部部 分分 的的 總總 質(zhì)質(zhì) 量量 m m , ,干干 摩摩 擦擦 力力 FcFc , ,切切 削削 加加 工工 時時 的的 切切 削削 阻阻 力力 FpFp , ,其其 它它 因因 素素 可可 忽忽 略略 。例1齒條工工 件件工作臺工作臺刨刀電電 機(jī)機(jī)tMC C(c)t0 0MP P(d)MJ J0 0t(e)M0 0t0 0(f)tt1

57、1t2 2t3 3t4 4t5 5t6 60 0(b) M=iRFMCCiRFMPP2.2 2.2 負(fù)載的分析計算負(fù)載的分析計算MC+MP+ MJ)-()-()-()-()-(M)-(M)-(M)-(M)-(MMdxM56452412156264525342423231222121tttttttttttttttttttt考考 慮慮 實實 際際 加加 工工 過過 程程 往往 復(fù)復(fù)次數(shù)次數(shù) 多多 ，需，需 要要 檢檢 驗驗 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 發(fā)發(fā) 熱熱 與與 溫溫 升升 ，為，為 此此 要要 計計 算算 一一 周周 內(nèi)內(nèi) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩矩 的的 均均 方根方根 值值 MdxMdx，這，這 主

58、主 要要 由由 于于Q Q = = I I2 2 R R t t ，而，而 M M = = KmKm I I ，因此因此 考考 慮慮 MdxMdx 即即 可可 檢檢 驗驗 執(zhí)執(zhí) 行行 電電 機(jī)機(jī) 的的 溫溫 升升 與與 發(fā)發(fā) 熱熱 。M0 0t0 0(f)t t1 1t t2 2t t3 3t t4 4t t5 5t t6 6M M1 1M M2 2M M3 3M M4 4M M5 5M M6 6若若 考考 慮慮 到到 電電 機(jī)機(jī) 在在 起起 動動 、制、制 動動 過過 程程 中中 低低 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 時時 散散 熱熱 條條 件件 差差 ，故故 加加 權(quán)權(quán) 系系 數(shù)數(shù) 1 33秒，則檢驗秒，則檢

59、驗MBM，否則重選電機(jī)。，否則重選電機(jī)。n 執(zhí) 行 電 機(jī) 的 選 擇 ：30mUUmUUM0 0MfdMldL0L0ABMBMA此時此時=求力矩電機(jī)的電勢系數(shù)求力矩電機(jī)的電勢系數(shù)過載檢驗：過載檢驗： Umax - 快速反轉(zhuǎn)所加的電樞最大電壓快速反轉(zhuǎn)所加的電樞最大電壓 max - 最大角速度最大角速度 R - 電樞回路總電阻電樞回路總電阻 Km(Nm/A) - - 電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù) 短 時 過 載 檢 驗短 時 過 載 檢 驗 RUI S/rad)(V UK0me2.3 2.3 執(zhí)行元件的選擇執(zhí)行元件的選擇fdmaxemaxIRKUIKMmfdmaxemaxmMRKUK式中：式中：要求

60、要求b帶寬帶寬b b的概念的概念閉環(huán)傳遞函數(shù)閉環(huán)傳遞函數(shù) ，則則 =b時，時，根據(jù)經(jīng)驗公式：在根據(jù)經(jīng)驗公式：在300600時，工程上時，工程上近似有近似有 b b(1.22)C C 動 態(tài) 檢 驗動 態(tài) 檢 驗2.3 2.3 執(zhí)行元件的選擇執(zhí)行元件的選擇若 系 統(tǒng) 動 態(tài) 指 標(biāo) 提 出 要 求 ：若 系 統(tǒng) 動 態(tài) 指 標(biāo) 提 出 要 求 ： b, t tsR(s)C(s)(s) )()(jRjC(j) 2)(j)(j0b| |（） | |b| |（0） | | c c與與 的 關(guān) 系的 關(guān) 系2.3 2.3 執(zhí)行元件的選擇執(zhí)行元件的選擇W(s)()()(jEjjWc)sin(icmctWW