《第5章数控机床的进给伺服系统PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章数控机床的进给伺服系统PPT讲稿.ppt（74页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第5章 数控机床的进给伺服系统第1页，共74页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 概述概述第2页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 伺服系统的组成伺服系统的组成伺服驱动系统是数控装置和机床的联系环节。数控装置发出的控伺服驱动系统是数控装置和机床的联系环节。数控装置发出的控制信息，通过伺服驱动系统转换成坐标轴的运动，完成程序所规制信息，通过伺服驱动系统转换成坐标轴的运动，完成程序所规定的操作。定的操作。伺服系统又称为位置随动系统、驱动系统或伺服单元。伺服系统又称为位置随动系统、驱动系统或伺服单元。分类分类 按驱动方式：按驱动方式：液压伺服系统，气压伺服系统，电气伺服系统液压伺服系统，气
2、压伺服系统，电气伺服系统 按执行元件的类别：按执行元件的类别：步进电动机伺服系统，直流电动机伺服系统，交步进电动机伺服系统，直流电动机伺服系统，交流电动机伺服系统流电动机伺服系统 按有无反馈检测元件：按有无反馈检测元件：开环伺服系统，闭环伺服系统，半闭环伺服系统开环伺服系统，闭环伺服系统，半闭环伺服系统 按被控量的性质：按被控量的性质：位置伺服系统，速度伺服系统位置伺服系统，速度伺服系统第3页，共74页，编辑于2022年，星期一二二 数控机床对伺服系统的基本要求数控机床对伺服系统的基本要求1 高精度高精度 一般要求定位精度为一般要求定位精度为0.010.001mm；高档设备的定位精度要求达到高
3、档设备的定位精度要求达到0.1um以上。以上。2 快速响应快速响应3 调速范围宽调速范围宽:调速范围指的是调速范围指的是:nmax/nmin 。进给伺服系统进给伺服系统:一般要求一般要求030m/min，有的已达到，有的已达到240m/min 主轴伺服系统主轴伺服系统:要求要求1:1001:1000恒转矩调速恒转矩调速 1:10以上的恒功率调速以上的恒功率调速第4页，共74页，编辑于2022年，星期一二二 数控机床对伺服系统的要求数控机床对伺服系统的要求4 低速大转矩低速大转矩5 惯量匹配惯量匹配:6 较强的过载能力较强的过载能力:要求数分钟内过载要求数分钟内过载46倍而不损坏。倍而不损坏。第
4、5页，共74页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 步进电动机伺服系统步进电动机伺服系统第6页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 步进电动机结构和工作原理步进电动机结构和工作原理1 分类分类按力矩产生原理按力矩产生原理 可分为反应式和励磁式可分为反应式和励磁式按输出力矩大小按输出力矩大小 可分为伺服式和功率式可分为伺服式和功率式按各项绕组分布型式按各项绕组分布型式 可分为径向式和轴向式可分为径向式和轴向式 第7页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 步进电动机及其工作原理步进电动机及其工作原理2 工作原理工作原理 通电方式：三相单三拍、三相六拍、三相双三拍通电方式：三相单三拍、三相
5、六拍、三相双三拍 1）三相单三拍）三相单三拍 A-B-C 第8页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 步进电动机及其工作原理步进电动机及其工作原理第9页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 步进电动机及其工作原理步进电动机及其工作原理3)三相双三拍三相双三拍 AB-BC-CA第10页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 步进电动机及其工作原理步进电动机及其工作原理 齿距角：齿距角：z2N ，其中，其中N为转子齿数为转子齿数 步距角：步距角：s 2 /NK，其中，其中N为转子齿数，为转子齿数，K为步进电机的工作拍数。为步进电机的工作拍数。第11页，共74页，编辑于2022年，星期一二
6、二 步进电动机的基本工作状态步进电动机的基本工作状态1 1 静态：静态：2 2 稳态：分为以下三个区：稳态：分为以下三个区：（1 1）低频区）低频区 （2 2）共振区）共振区 （3 3）高频区）高频区3 3 过渡状态：过渡状态：第12页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机的基本控制方法步进电机驱动原理图步进电机驱动原理图第13页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机的基本控制方法1 脉冲分配器脉冲分配器（1 1）硬件分配：）硬件分配：第14页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机
7、的基本控制方法（2)2)软件分配：软件分配：通电通电绕组绕组P1.2P1.1P1.0输出输出数据数据UUVVVWWWU00011101110011000101H03H02H06H04H05H第15页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机的基本控制方法2 功率驱动电路功率驱动电路(1)单电源功率放大电路单电源功率放大电路 优点：线路简单，成本低，低频优点：线路简单，成本低，低频时响应好。时响应好。缺点：效率低，由于外接电阻缺点：效率低，由于外接电阻R R功功耗大，适用于功率小，要求耗大，适用于功率小，要求不高的场合。不高的场合。第16页，共74页，编辑于20
8、22年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机的基本控制方法（2 2）双电压功率放大电路双电压功率放大电路 优点：功耗低，改善了脉冲前沿。优点：功耗低，改善了脉冲前沿。缺点：高低压衔接处电流波形呈缺点：高低压衔接处电流波形呈凹形，使步进电机输出转矩凹形，使步进电机输出转矩降低，适用于大功率和高频降低，适用于大功率和高频工作的步进电机。工作的步进电机。第17页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机的基本控制方法（3 3）斩波恒流功放电路斩波恒流功放电路 nR3R3较小（小于较小（小于1 1欧）使整个系统欧）使整个系统功耗下降，效率提高。功耗下降，效率
9、提高。n主回路不串电阻，电流上升主回路不串电阻，电流上升快，即反应快。快，即反应快。n由于取样绕组的反馈作用，绕由于取样绕组的反馈作用，绕组电流可以恒定在确定的数值组电流可以恒定在确定的数值上，从而保证在很大频率范围上，从而保证在很大频率范围内，步进电机能输出恒定的转内，步进电机能输出恒定的转矩。矩。第18页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 步进电动机的基本控制方法步进电动机的基本控制方法第19页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电动机细分驱动技术细分控制原理图细分控制原理图第20页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电
10、动机细分驱动技术三相步进电机线性规律十细分时各相电流时序图三相步进电机线性规律十细分时各相电流时序图第21页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电动机细分驱动技术第22页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电动机细分驱动技术第23页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电动机细分驱动技术细分阶梯波的正弦逼近有以下几种方法：细分阶梯波的正弦逼近有以下几种方法：n正弦曲线是细分阶梯波的外包络线正弦曲线是细分阶梯波的外包络线 n正弦曲线是细分阶梯波的内包络线正弦曲线是细分阶梯波的内包络线 n正弦曲线是过每个
11、细分阶梯波中间点的包络线正弦曲线是过每个细分阶梯波中间点的包络线 n各细分阶梯波的值是该细分点正弦值和后一点正弦各细分阶梯波的值是该细分点正弦值和后一点正弦值的平均值值的平均值第24页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电动机细分驱动技术第25页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 步进电动机细分驱动技术步进电动机细分驱动技术细分驱动的特点细分驱动的特点n在电动机与机械系统不变的情况下，通过细分驱动得到更在电动机与机械系统不变的情况下，通过细分驱动得到更小脉冲当量，提高了定位精度小脉冲当量，提高了定位精度n绕组电流均匀由小增到大，或由大均匀减小到小，避免绕组
12、电流均匀由小增到大，或由大均匀减小到小，避免电流冲击，消除振动，使运转平稳。电流冲击，消除振动，使运转平稳。第26页，共74页，编辑于2022年，星期一第三节第三节 直流伺服系统直流伺服系统第27页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 直流伺服电动机调速原理直流伺服电动机调速原理n直流电机结构NS+-nabcdABFF第28页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 直流伺服电动机调速原理直流伺服电动机调速原理 从电工学知，他励直流电动机有以下从电工学知，他励直流电动机有以下方程：方程：可得机械特性为可得机械特性为从式中可以看出，有三种调速方从式中可以看出，有三种调速方法：改变电枢回路电阻
13、，改变气隙磁法：改变电枢回路电阻，改变气隙磁通量，改变外加电压。通量，改变外加电压。他励直流电动机工作原理图他励直流电动机工作原理图第29页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 直流伺服电动机调速原理直流伺服电动机调速原理 7-30 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性第30页，共74页，编辑于2022年，星期一二二 直流电动机的直流电动机的PWM调速原理调速原理 7-24 脉宽调制脉宽调制示意图示意图第31页，共74页，编辑于2022年，星期一第32页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 PWM系统功率转换电路系统功率转换电路 7-25 H形双极模式形双极模式PWM功率转换电路功
14、率转换电路7-26 H形双极模式形双极模式PWM电压电流波形电压电流波形第33页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 PWM系统的脉宽调制系统的脉宽调制 1 脉宽调制器脉宽调制器三角波形发生器及三角波形发生器及PWM原理图原理图第34页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 PWM系统的脉宽调制系统的脉宽调制 7-28 PWM波形图波形图第35页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 PWM系统的脉宽调制系统的脉宽调制 2 计算机软件形成控制方波计算机软件形成控制方波7-29 数字数字PWM控制系统控制系统第36页，共74页，编辑于2022年，星期一五五 直流伺服电动机的调速直流伺服电
15、动机的调速 1 积分调节器和比例积分调节器积分调节器和比例积分调节器（1）积分调节器和积分控制规律）积分调节器和积分控制规律 当输入信号由当输入信号由0阶跃到某一电压值时，电容阶跃到某一电压值时，电容将以近似恒流方式进行充电，则将以近似恒流方式进行充电，则 积分调节器有三个特性：积分调节器有三个特性：延缓性延缓性 保持性保持性 叠加性叠加性 7-32 积分调节器原理及特性积分调节器原理及特性第37页，共74页，编辑于2022年，星期一五五 直流伺服电动机的调速直流伺服电动机的调速（2）比例积分调节器）比例积分调节器 输入阶跃信号时，有输入阶跃信号时，有 7-33 PI调节器原理调节器原理a）原
16、理图）原理图 b）稳压管钳位的内限幅原理）稳压管钳位的内限幅原理第38页，共74页，编辑于2022年，星期一五五 直流伺服电动机的调速直流伺服电动机的调速2 转速负反馈单闭环无静差调速系统转速负反馈单闭环无静差调速系统n调速有两个含义：调速有两个含义：1）当速度指令改变时，电机转速随着改变，并希望以最快的加）当速度指令改变时，电机转速随着改变，并希望以最快的加减速达到新的指令速度值。减速达到新的指令速度值。2）当速度指令值不变、负载变化或电机驱动电源电压波动时，希望电）当速度指令值不变、负载变化或电机驱动电源电压波动时，希望电机速度保持稳定不变。机速度保持稳定不变。n无静差调速无静差调速是指稳
17、定运行时，输入端的给定值与实测量的反馈值保是指稳定运行时，输入端的给定值与实测量的反馈值保持相等，相差为零，当电机的速度变化时，反馈值与给定值不等，持相等，相差为零，当电机的速度变化时，反馈值与给定值不等，用两者的差值纠正速度偏差。用两者的差值纠正速度偏差。第39页，共74页，编辑于2022年，星期一五五 直流伺服电动机的调速直流伺服电动机的调速7-34 速度负反馈单闭环调速系统简图速度负反馈单闭环调速系统简图第40页，共74页，编辑于2022年，星期一五五 直流伺服电动机的调速直流伺服电动机的调速3 转速、电流双闭环调速系统转速、电流双闭环调速系统 7-35 速度、电流双闭环无静差调速系统原
18、理图速度、电流双闭环无静差调速系统原理图第41页，共74页，编辑于2022年，星期一五五 直流伺服电动机的调速直流伺服电动机的调速4 全数字直流调速系统原理全数字直流调速系统原理 根据模拟根据模拟PI调节器的工作原理，并按每一采样周期给出数调节器的工作原理，并按每一采样周期给出数据，求出速度环和电流环的差分方程，据差分方程计算出每一据，求出速度环和电流环的差分方程，据差分方程计算出每一采样周期的控制值。采样周期的控制值。第42页，共74页，编辑于2022年，星期一第四节第四节 交流伺服系统交流伺服系统第43页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 交流电机的调速原理交流电机的调速原理同步电动
19、机（永磁式交流电动机）同步电动机（永磁式交流电动机）转子转速转子转速异步电动机（感应式交流电动机）异步电动机（感应式交流电动机）转差率转差率 电动机实际转速电动机实际转速在数控机床进给驱动中多采用永磁式同步电动机，在数控机床进给驱动中多采用永磁式同步电动机，主轴驱动电机多采用交流异步电动机。无论是同步主轴驱动电机多采用交流异步电动机。无论是同步还是异步，都采用改变供电频率的方法来调速。还是异步，都采用改变供电频率的方法来调速。同步电动机同步电动机工作原理工作原理第44页，共74页，编辑于2022年，星期一二二 交流电动机的变频调速特性交流电动机的变频调速特性由电工学可知由电工学可知 U1相电压
20、相电压 E1 定子绕组感应电动势定子绕组感应电动势 f1 定子供电频率定子供电频率 N1 定子绕组匝数定子绕组匝数 K1 定子绕组系数定子绕组系数 m 每极气隙的磁通每极气隙的磁通当当ff额额时时，为为基基频频以上以上调调速速当当ff额额时时，为为基基频频以下以下调调速速7-54 交流电动机变频调速特性曲线交流电动机变频调速特性曲线第45页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 交流伺服系统主回路交流伺服系统主回路第46页，共74页，编辑于2022年，星期一三三 交流伺服系统主回路交流伺服系统主回路第47页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器1 工作原理工作原理 单
21、极性调制单极性调制第48页，共74页，编辑于2022年，星期一n 双极性调制第49页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器第50页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器第51页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器逆变器驱动逆变器驱动第52页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器2 SPWM调制的制约条件调制的制约条件（1）开关频率：功率器件的开关频率决定了调制波的频率。）开关频率：功率器件的开关频率决定了调制波的频率。（2）调制度：）调制度：M=U1/Ut（3）同步调制和异步调制）同步调制和异步调
22、制（4）SPWM波形的数字采样波形的数字采样第53页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器1）自然采样法）自然采样法若用单位若用单位1表示三角波的幅值，则正弦表示三角波的幅值，则正弦波可写作波可写作按三角形的几何关系得按三角形的几何关系得整理得整理得7-47 生成生成SPWM波形波形 的自然采样法的自然采样法第54页，共74页，编辑于2022年，星期一四四 SPWM逆变器逆变器2）规则采样法）规则采样法据图可得下面的公式据图可得下面的公式脉宽时间脉宽时间间隙时间间隙时间7-48 生成生成SPWM波形的规则采样法波形的规则采样法第55页，共74页，编辑于2022年，星期一
23、四四 SPWM逆变器逆变器3）指定谐波消除法）指定谐波消除法n是用纯计算的方法，在计算前先设定好每半个正弦周期用是用纯计算的方法，在计算前先设定好每半个正弦周期用几个脉冲代替，然后以消除某些指定阶次谐波为出发点来几个脉冲代替，然后以消除某些指定阶次谐波为出发点来求得功率元件的通电时刻的方法。求得功率元件的通电时刻的方法。第56页，共74页，编辑于2022年，星期一位置控制原理位置控制原理n位置控制和速度控制环是紧密相连的，前面几节讲述的速度控位置控制和速度控制环是紧密相连的，前面几节讲述的速度控制环的给定值，就是来自位置控制环。位置控制环的输入数据制环的给定值，就是来自位置控制环。位置控制环的
24、输入数据来自轮廓插补运算，在每一个插补周期内插补运算输出一组数来自轮廓插补运算，在每一个插补周期内插补运算输出一组数据给位置环，位置环根据速度指令的要求及各环节的放大倍数据给位置环，位置环根据速度指令的要求及各环节的放大倍数(称增益称增益)对位置数据进行处理，再把处理的结果送给速度环，对位置数据进行处理，再把处理的结果送给速度环，作为速度环的给定值。作为速度环的给定值。第57页，共74页，编辑于2022年，星期一一一 位置环的工作原理位置环的工作原理位置控制装置的作用：将插补计算得出的瞬时位置指令值位置控制装置的作用：将插补计算得出的瞬时位置指令值Doi和检测出的实际位置和检测出的实际位置DA
25、i相比较，产生相比较，产生位置偏移量位置偏移量Di，再把，再把Di变换为瞬时速度指令电压变换为瞬时速度指令电压VPi；速度控制装置的作用：将瞬时速度指令电压速度控制装置的作用：将瞬时速度指令电压VPi和检测的速度电压比较后放大为驱动直流伺服电动和检测的速度电压比较后放大为驱动直流伺服电动机的电枢电压机的电枢电压VDi；位置检测装置的作用：把位置检测元件检测到的信号转换为与指令位置量级相同的数位置检测装置的作用：把位置检测元件检测到的信号转换为与指令位置量级相同的数字量字量DAi，供它们比较。位置指令是由计算机插补运算得到的。，供它们比较。位置指令是由计算机插补运算得到的。第58页，共74页，编
26、辑于2022年，星期一n每经过一个插补时，计算机都要算出一个瞬时位置指令值每经过一个插补时，计算机都要算出一个瞬时位置指令值Doi，检测装置，检测装置也必须送来一个位置反馈值也必须送来一个位置反馈值DAi，位置控制装置完成一次，位置控制装置完成一次Di=Doi-DAi计计算。实际上算。实际上Di是实际检测位置滞后指令位置的滞后量，电动机的转动就是实际检测位置滞后指令位置的滞后量，电动机的转动就是由它控制的。下图给出了指令位置与实际位置的关系。是由它控制的。下图给出了指令位置与实际位置的关系。指令位置与实际位置的关系指令位置与实际位置的关系第59页，共74页，编辑于2022年，星期一n当开始起动
27、时，电动机要加速度转动，速度由零开始逐渐达到程序给定值。当指当开始起动时，电动机要加速度转动，速度由零开始逐渐达到程序给定值。当指令位置到达终点时，由于令位置到达终点时，由于Di不等于零，电动机并末立即停止。直到不等于零，电动机并末立即停止。直到Di为零，电机的为零，电机的输入电压为零，电动机停转。加减速时，有专门的加减速控制程序控制插补公式中的速度输入电压为零，电动机停转。加减速时，有专门的加减速控制程序控制插补公式中的速度因子。因子。指令速度与实际移动速度的关系指令速度与实际移动速度的关系第60页，共74页，编辑于2022年，星期一n坐标的移动速度，根据程序中指令速度值坐标的移动速度，根据
28、程序中指令速度值F而定，而定，F值大使每次插值大使每次插补运算得出的坐标增量值补运算得出的坐标增量值Doi大，因而使大，因而使Di增大，送给电机的增大，送给电机的电压高，电机的转速增高，若电压高，电机的转速增高，若F值小，情况正相反。值小，情况正相反。第61页，共74页，编辑于2022年，星期一n加速时是在限定的时间加速时是在限定的时间T内速度增加到内速度增加到F值值(减速时是速度降到某个值或零减速时是速度降到某个值或零)。加速度加速度a(单位单位m/ms2)公式如下（式中公式如下（式中167是系数。）是系数。）n加速时按下面公式计算每一次插补运算时需要的速度因子加速时按下面公式计算每一次插补
29、运算时需要的速度因子fi若式中若式中t8ms(7M系统每次插补运算时间系统每次插补运算时间)，当启动时，当启动时f0=0，从某一速度加，从某一速度加速时速时fi为初速度因子。为初速度因子。第62页，共74页，编辑于2022年，星期一n若加工程序中指令速度为若加工程序中指令速度为F，加、减速后速度稳定时。每一插补时间内的速，加、减速后速度稳定时。每一插补时间内的速度因子度因子fs(单位为心单位为心mm/8ms)为为K为速度系数，它与倍率开关的倍率和切削进给倍率有关。为速度系数，它与倍率开关的倍率和切削进给倍率有关。加速时，加速时，fi fs。经过。经过T时间内的加速使时间内的加速使fi+1=fs
30、，加速完毕。，加速完毕。第63页，共74页，编辑于2022年，星期一二二 位置控制装置位置控制装置第64页，共74页，编辑于2022年，星期一1.软件软件软件部分有专门的软件子程序，完成速度指令值的计算。在软件部分有专门的软件子程序，完成速度指令值的计算。在7M系统中它被系统中它被6级中级中断执行。断执行。位置检测装置中的实际位置计数器有位置检测装置中的实际位置计数器有14位，软件程序每隔位，软件程序每隔4m从中取走一次计数值，并进行从中取走一次计数值，并进行实际位置计算实际位置计算在在7M系统中，每隔系统中，每隔8ms进行一次插补计算，计算出进行一次插补计算，计算出8ms的坐标移动量的坐标移
31、动量Doi，再把它二等分，算出再把它二等分，算出4ms的坐标移动量，由此可以算出瞬时指令位置的坐标移动量，由此可以算出瞬时指令位置第65页，共74页，编辑于2022年，星期一在实际应用中，为提高系统灵敏度，通常再乘上一个增益常数在实际应用中，为提高系统灵敏度，通常再乘上一个增益常数KD，作为速度指，作为速度指令值即令值即由于位置控制电路和速度控制电路存在零点误差，在给定的速度指令电压为由于位置控制电路和速度控制电路存在零点误差，在给定的速度指令电压为零时，速度控制电路的输出电压不为零，使伺服电动机没有停转，仍然转动。零时，速度控制电路的输出电压不为零，使伺服电动机没有停转，仍然转动。为此，在软
32、件中加一个零点偏移补偿量为此，在软件中加一个零点偏移补偿量 S，补偿后使电动机在，补偿后使电动机在Di=0时，电动机时，电动机停止转动。所以，实际的速度指令值为停止转动。所以，实际的速度指令值为第66页，共74页，编辑于2022年，星期一Voi再经硬件部份转换后变为速度指令电压再经硬件部份转换后变为速度指令电压Vpi，Vpi经速度控制部份变换后变成经速度控制部份变换后变成VDi控制电机旋转。电动机的转动又使工作台沿坐标方向获得一个运控制电机旋转。电动机的转动又使工作台沿坐标方向获得一个运动速度动速度Fi，位置偏移量，位置偏移量Di与与Fi的关系用下式表示的关系用下式表示KL叫环增益，环增益直接
33、反映了系统的灵敏度，它是坐标进给速度与位置偏移叫环增益，环增益直接反映了系统的灵敏度，它是坐标进给速度与位置偏移量的比值。速度指令电压量的比值。速度指令电压VPi与与Fi的关系用的关系用KM表示表示第67页，共74页，编辑于2022年，星期一KM称为参量环增益倍率，是速度指令电压和坐标进给速度的比值，它受速称为参量环增益倍率，是速度指令电压和坐标进给速度的比值，它受速度控制电路、传动路线的传动比及滚珠丝杠导程等因素影响。度控制电路、传动路线的传动比及滚珠丝杠导程等因素影响。7M系统采用测速发电机作为速度反馈元件，在速度控制装置中，系统采用测速发电机作为速度反馈元件，在速度控制装置中，测速发电机
34、的电压近似等于速度指令电压测速发电机的电压近似等于速度指令电压VPi，因而可用测速发电机，因而可用测速发电机的电压代替的电压代替VPi，测速发电机与伺服电动机等速，如果对应电机每，测速发电机与伺服电动机等速，如果对应电机每转的坐标移动量为转的坐标移动量为L，则，则KM也可用测速发电机的电压表示也可用测速发电机的电压表示第68页，共74页，编辑于2022年，星期一第69页，共74页，编辑于2022年，星期一2.硬件硬件（1）速度指令寄存器和粗精减法计数器）速度指令寄存器和粗精减法计数器第70页，共74页，编辑于2022年，星期一（2）模拟开关）模拟开关第71页，共74页，编辑于2022年，星期一
35、模拟开关输出波形模拟开关输出波形第72页，共74页，编辑于2022年，星期一（3）滤波放大电路）滤波放大电路n 滤波放大电路的输出为速度指令电压滤波放大电路的输出为速度指令电压VP，可由下式计算，可由下式计算第73页，共74页，编辑于2022年，星期一（4）数模转换时数字量与模拟电压的对映关系）数模转换时数字量与模拟电压的对映关系n措施措施1：降低粗计数器的计数频率。由前述可知：精粗计数器：降低粗计数器的计数频率。由前述可知：精粗计数器的计数频率之比是的计数频率之比是32n措施措施2：增大：增大VNPC放大倍数，由上面可知放大倍数，由上面可知VNPC的放大倍数是的放大倍数是4，而，而VNPF的放大倍数是的放大倍数是0.25，两者之比为，两者之比为16。n其结果为其结果为32x16=512，正好与速度指令寄存器第九位的权值相，正好与速度指令寄存器第九位的权值相同。同。第74页，共74页，编辑于2022年，星期一