伺服系統(tǒng)的線性補償與伺服系統(tǒng)的測速測角

　　在伺服系統(tǒng)中常用具有線性特性的補償裝置（通常是補償電路），采取串聯(lián)、順饋（或稱并聯(lián)）、負(fù)反饋、正反饋，以及它們的組合形式，來改善系統(tǒng)的特性，提高系統(tǒng)的工作品質(zhì)。下面分別介紹各種補償聯(lián)接形式的特點及有關(guān)注意事項。

　　1．串聯(lián)補償

　　串聯(lián)補償是指在系統(tǒng)主通道（即前向通道）中串接人適當(dāng)?shù)难a償裝置（電路）。如圖所示。

　　常用的串聯(lián)補償裝置均由電路組成，有僅用R、L、C組成的無源補償網(wǎng)絡(luò)。有利用線性集成放大器組成的有源補償網(wǎng)絡(luò)，它們所能傳遞的都是直流信號，因此只有串聯(lián)在系統(tǒng)線路中傳遞直流信號的部位，才能起到相應(yīng)的作用。如果系統(tǒng)中傳遞的是固定頻率的交流載頻信號，則無法使用以上兩類補償網(wǎng)絡(luò)。

　　常用的補償網(wǎng)絡(luò)，在工程上實用的還有許多形式。作為系統(tǒng)的串聯(lián)補償，它們中的一些是不能用的，因為在系統(tǒng)的主通道中，不能串聯(lián)含有純微分環(huán)節(jié)的電路（即不串聯(lián)含有s=0的零點的網(wǎng)絡(luò)），它將阻斷恒定信號的有效傳遞，使伺服系統(tǒng)不能有效地工作。

　　為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，常采取提高系統(tǒng)的型（即無差度）的辦法，這就要求在系統(tǒng)的前向主通道中串入積分環(huán)節(jié)，或者串聯(lián)PI調(diào)節(jié)器。

　　倘若系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性（系統(tǒng)是最小相位系統(tǒng)）如圖5．40a中曲線1所示。在零初始條件下，系統(tǒng)對輸入階躍信號的響應(yīng)能滿足動態(tài)品質(zhì)要求，但系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度不高；為提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度需增大系統(tǒng)開環(huán)增益，系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性如圖a中曲線2所示，但此時系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)不滿足要求。在增大系統(tǒng)開環(huán)增益的同時，串接一個滯后補償

　　影響伺服系統(tǒng)控制因素很多，其中最重要的是位置、速度、加速度以及振動等伺服。系統(tǒng)的控制精度是最重要的技術(shù)指標(biāo)之一，伺服系統(tǒng)的控制精度，受多方面因素的影響，其中十分關(guān)鍵的是檢測裝置的精度（分辨率）?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對高精度伺服系統(tǒng)的運用越來越多。例如高精度鎖相調(diào)速系統(tǒng)，要求測速誤差《i0～，而一般測速發(fā)電機測速誤差卻在2％。0．02％范圍。用于跟蹤衛(wèi)星的雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)，它的跟蹤誤差必須《1’。
　　
　　觀測天體的射電望遠(yuǎn)鏡，要求伺服系統(tǒng)的誤差《0．05’。開始進入家庭的電視激光放像機，激光針頭的徑向運動要伺服系統(tǒng)來控制，該系統(tǒng)的位置誤差≤1胛。以上幾例均說明伺服系統(tǒng)的精度是較高的，而它們所采用的檢測裝置的精度將更高。首先，系統(tǒng)中的檢測裝置對誤差能分辨，并提供有效的信號，然后才談得上對系統(tǒng)進行控制。因此，檢測裝置的高精度，是實現(xiàn)高精度伺服系統(tǒng)的前提。然而，各種用途的伺服系統(tǒng)是多種多樣的，它們對精度的要求也很不一致，正因為如此，在伺服系統(tǒng)中采用的檢測裝置其類型十分繁雜，本節(jié)只就常見的模擬式測速和測角（位移）裝置，做一簡要說明。

　　1．角速度的檢測

　　在速度伺服系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出端必須有檢測角速度的裝置，在位置伺服系統(tǒng)中，也常需要它獲得速度阻尼信號。因此在伺服系統(tǒng)中被廣泛采用。用得最多的是各種測速發(fā)電機，比較簡易的有測速電橋，比較精確的是增量碼盤。

　?。?）測速發(fā)電機