伺服控制系統(tǒng)的主要指標與技術(shù)要求

衡量伺服控制系統(tǒng)性能的主要指標系統(tǒng)精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)特性、工作頻率四大方面，特別在頻帶寬度和精度方面。

頻帶寬度簡稱帶寬，由系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性來規(guī)定，反映伺服系統(tǒng)的跟蹤的快速性。帶寬越大，快速性越好。伺服系統(tǒng)的帶寬主要受控制對象和執(zhí)行機構(gòu)的慣性的限制。慣性越大，帶寬越窄。一般伺服系統(tǒng)的帶寬小于15赫，大型設(shè)備伺服系統(tǒng)的帶寬則在1～2赫以下。自20世紀70年代以來，由于發(fā)展了力矩電機及高靈敏度測速機，使伺服系統(tǒng)實現(xiàn)了直接驅(qū)動，革除或減小了齒隙和彈性變形等非線性因素，使帶寬達到50赫，并成功應(yīng)用在遠程導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、精密指揮儀等場所。伺服系統(tǒng)的精度主要決定于所用的測量元件的精度。因此，在伺服系統(tǒng)中必須采用高精度的測量元件，如精密電位器、自整角機和旋轉(zhuǎn)變壓器等。此外，也可采取附加措施來提高系統(tǒng)的精度，例如將測量元件（如自整角機）的測量軸通過減速器與轉(zhuǎn)軸相連，使轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角得到放大，來提高相對測量精度。采用這種方案的伺服系統(tǒng)稱為精測粗測系統(tǒng)或雙通道系統(tǒng)。通過減速器與轉(zhuǎn)軸嚙合的測角線路稱精讀數(shù)通道，直接取自轉(zhuǎn)軸的測角線路稱粗讀數(shù)通道。

位置伺服系統(tǒng)的主要控制目標是輸出值迅速跟蹤指令值的變化。應(yīng)用場合不同，對伺服系統(tǒng)的具體要求也會有所差異，但是大體要求是基本一致的，具體來說，在機電一體化產(chǎn)品中，對伺服系統(tǒng)的性能指標要求主要包括

（1）定位精度

系統(tǒng)最終定位點與指令目標值之間的靜態(tài)誤差即為定位精度，定位精度是評價位置伺服系統(tǒng)定位準確度的一個關(guān)鍵指標。對自帶碼盤、性能優(yōu)異的交流伺服系統(tǒng)而言，應(yīng)當滿足±1個脈沖的定位精度要求。

（2）調(diào)速范圍

即電機最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用D表示。

（3）調(diào)速靜態(tài)特性?

對絕大多數(shù)負載來說，機械特性越硬，負載變化時速度瞬態(tài)變化越小，工作越穩(wěn)定，所以希望機械特性越硬越好。

（4）調(diào)速動態(tài)特性

動態(tài)特性，即速度變化的暫態(tài)特性，主要包括兩個方面：一為升速和降速過程是否快捷、靈敏且無超調(diào)。這就要求電機轉(zhuǎn)子慣量小，轉(zhuǎn)矩/慣量比大，單位體積有較大的電機轉(zhuǎn)矩輸出。二是當負載突增突減時，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速能否自動調(diào)節(jié)而迅速恢復(fù)。

1.系統(tǒng)精度

伺服系統(tǒng)精度指的是輸出量復(fù)現(xiàn)輸入信號要求的精確程度，以誤差的形式表現(xiàn)，可概括為動態(tài)誤差，穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差三個方面組成。

2.穩(wěn)定性

伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指當作用在系統(tǒng)上的干擾消失以后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來穩(wěn)定狀態(tài)的能力;或者當給系統(tǒng)一個新的輸入指令后，系統(tǒng)達到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。

3.響應(yīng)特性

響應(yīng)特性指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應(yīng)速度，決定了系統(tǒng)的工作效率。響應(yīng)速度與許多因素有關(guān)，如計算機的運行速度，運動系統(tǒng)的阻尼和質(zhì)量等。

4.工作頻率

工作頻率通常是指系統(tǒng)允許輸入信號的頻率范圍。當工作頻率信號輸入時，系統(tǒng)能夠按技術(shù)要求正常工作;而其它頻率信號輸入時，系統(tǒng)不能正常工作。