机械结构因素对伺服系统性能的影响
通过相关的分析可知,机械传动系统的性能与系统本身的阻尼比ξ、固有频率ωn有关。ωn 、ξ又与机械系统的结构参数密切相关。因此,机械系统的结构参数对伺服系统的性能有很大影响。
一般的机械系统均可简化为二阶系统,系统中阻尼的影响可以由二阶系统单位阶跃响应曲线来说明。由图1可知,阻尼比不同的系统,其时间响应特性也不同。
1． 阻尼的影响
（1） 当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态。
（2） 当ξ≥ 1时，系统为临界阻尼或过阻尼系统。
（3） 当0<ξ<1时,系统为欠阻尼系统。
https://img.diangon.com/portal/201411/19/163108gn7zqpk44c3cn2ep.jpg图1 二阶系统单位阶跃响应曲线
2. 摩擦的影响
当两物体产生相对运动或有运动趋势时，其接触面要产生摩擦。摩擦力可分为粘性摩擦力Fv、库仑摩擦力Fc和静摩擦力Fs三种，方向均与运动方向相反。图2—4反应了三种摩擦力与物体运动速度之间的关系。
https://img.diangon.com/portal/201411/19/163108z3n55k3w23k5nlw4.gif图2 摩擦力—速度曲线摩擦对伺服系统的影响主要有：
(1)摩擦引起动态滞后和系统误差
(2)摩擦引起的低速爬行
3. 结构弹性变形
当伺服电动机带动机械负载按指令运动时，机械系统所有的元件都会因受力而产生程度不同的弹性变形。
当机械系统的固有频率接近或落入伺服系统带宽之中时，系统将产生谐振而无法工作。
4. 惯量的影响
惯量大，系统的机械常数大，响应慢。
5. 传动间隙对系统性能的影响
这些间隙对伺服系统性能有很大影响，下面以齿轮间隙为例进行分析。
https://img.diangon.com/portal/201411/19/163109xg1515g15gbryuw7.gif图3典型转台伺服系统框图(1) 闭环之外的齿轮G1、G4的齿隙对系统稳定性无影响,但影响伺服精度。
(2) 闭环之内传递动力的齿轮G2的齿隙对系统静态精度无影响,这是因为控制系统有自动校正作用。
(3) 反馈回路上数据传递齿轮G3的齿隙既影响稳定性,又影响精度。
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