數(shù)控機床進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)PPT課件

1、2021/3/91第五章 數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)2021/3/92一、定義：一、定義： 進給伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)(Feed Servo System)以移動部件的以移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱位置隨動系統(tǒng)、位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱位置隨動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、伺服機構(gòu)或伺服單元。驅(qū)動系統(tǒng)、伺服機構(gòu)或伺服單元。 伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床主機的聯(lián)系環(huán)節(jié)，接收伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床主機的聯(lián)系環(huán)節(jié)，接收CNC裝裝置插補器發(fā)出的進給脈沖或進給位移量信息，經(jīng)過變換和放大置插補器發(fā)出的進給脈沖或進給位移量信息，經(jīng)過變換和放大由伺服電機帶動傳動機構(gòu)，最后轉(zhuǎn)化為機床的直線或轉(zhuǎn)動

2、位移。由伺服電機帶動傳動機構(gòu)，最后轉(zhuǎn)化為機床的直線或轉(zhuǎn)動位移。 第一節(jié) 概述2021/3/93 數(shù)控機床的伺服包括：數(shù)控機床的伺服包括：進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)和和主軸伺服系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)兩部分。根據(jù)兩部分。根據(jù)CNC發(fā)出的動作指令，伺服系統(tǒng)準確、快速發(fā)出的動作指令，伺服系統(tǒng)準確、快速地完成各坐標軸的進給運動，與主軸驅(qū)動相配合，完成加地完成各坐標軸的進給運動，與主軸驅(qū)動相配合，完成加工件的高精度加工。工件的高精度加工。 因此，伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，其性能因此，伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響零件的加工精度和生產(chǎn)效率，它的價格在的優(yōu)劣直接影響零件

3、的加工精度和生產(chǎn)效率，它的價格在這個數(shù)控機床的成本構(gòu)成中占有相當大的份額。這個數(shù)控機床的成本構(gòu)成中占有相當大的份額。 第一節(jié) 概述2021/3/94第一節(jié) 概述2021/3/95第一節(jié) 概述1.1.調(diào)速范圍要寬調(diào)速范圍要寬 2.2.位移精度要高位移精度要高3.3.跟隨誤差要小跟隨誤差要小, ,響應(yīng)要快響應(yīng)要快4.4.穩(wěn)定性要好，可靠性要高。穩(wěn)定性要好，可靠性要高。一數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求一數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求二伺服驅(qū)動系統(tǒng)的組成二伺服驅(qū)動系統(tǒng)的組成2021/3/96 按控制理論分類按控制理論分類 開環(huán)伺服系統(tǒng)開環(huán)伺服系統(tǒng) 閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)2. 按驅(qū)動

4、執(zhí)行元件的動作原理分類按驅(qū)動執(zhí)行元件的動作原理分類 電液伺服系統(tǒng)電液伺服系統(tǒng) 電氣伺服系統(tǒng)電氣伺服系統(tǒng)三伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類三伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類第一節(jié) 概述2021/3/973. 按被控對象分類按被控對象分類 進給伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng) 主軸伺服系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)4. 按反饋比較控制方式分類按反饋比較控制方式分類 脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng)脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng) 相位比較伺服系統(tǒng)相位比較伺服系統(tǒng) 幅值比較伺服系統(tǒng)幅值比較伺服系統(tǒng) 全數(shù)字伺服系統(tǒng)全數(shù)字伺服系統(tǒng)三伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類三伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類第一節(jié) 概述5. 5. 按執(zhí)行電動機類型分類按執(zhí)行電動機類型分類直流伺服系統(tǒng)直流伺服系統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)交流伺服

5、系統(tǒng)2021/3/98 在數(shù)控機床中使用的伺服電動機有步進在數(shù)控機床中使用的伺服電動機有步進電動機、直流伺服電動機、交流伺電動機和電動機、直流伺服電動機、交流伺電動機和直線電動機等。步進伺服驅(qū)動系統(tǒng)的執(zhí)行元直線電動機等。步進伺服驅(qū)動系統(tǒng)的執(zhí)行元件是件是步進電機步進電機。第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制 步進電動機一般用于開環(huán)伺服系統(tǒng)中，沒有步進電動機一般用于開環(huán)伺服系統(tǒng)中，沒有位置反饋環(huán)節(jié)，位置控制精度由步進電動機和進位置反饋環(huán)節(jié)，位置控制精度由步進電動機和進給鏈來決定。給鏈來決定。2021/3/99 步進電機的種類步進電機的種類 按電機的結(jié)構(gòu)和材料分類按電機的結(jié)構(gòu)和材料分類 反應(yīng)式：反應(yīng)式：不用永久

6、磁鐵，靠定子和轉(zhuǎn)子的軟鋼齒不用永久磁鐵，靠定子和轉(zhuǎn)子的軟鋼齒之閉的電磁引力產(chǎn)生力矩，結(jié)構(gòu)簡單，步距角可之閉的電磁引力產(chǎn)生力矩，結(jié)構(gòu)簡單，步距角可以做得很小，應(yīng)用最廣。以做得很小，應(yīng)用最廣。 永磁式：永磁式：轉(zhuǎn)子有多條永久磁鐵組成，定子和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子有多條永久磁鐵組成，定子和轉(zhuǎn)子間的引力和斥力都產(chǎn)生力矩，功率密度大，但步間的引力和斥力都產(chǎn)生力矩，功率密度大，但步距角不可能做的很小。距角不可能做的很小。 混合式：混合式：結(jié)合上述兩種的優(yōu)點，永久磁鐵提高功結(jié)合上述兩種的優(yōu)點，永久磁鐵提高功率密度，細密的極齒減小步距角，但加工困難，率密度，細密的極齒減小步距角，但加工困難，成本高。成本高。第二節(jié) 步進伺服

7、驅(qū)動控制2021/3/910 步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械位移的步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械位移的機電執(zhí)行元件。機電執(zhí)行元件。 步進電動機由步進電動機由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子和和定子定子繞組組成。當某相定子繞組由繞組組成。當某相定子繞組由脈沖電流勵磁后，便能吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一個角度，即步脈沖電流勵磁后，便能吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一個角度，即步距角，每一個步距角對應(yīng)一個位移量，指令脈沖的頻率就對距角，每一個步距角對應(yīng)一個位移量，指令脈沖的頻率就對應(yīng)工作臺的移動速度。應(yīng)工作臺的移動速度。第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/911 步進電機的結(jié)構(gòu)步進電機的結(jié)構(gòu)第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制 步進電機

8、的原理步進電機的原理2021/3/912 結(jié)論結(jié)論(1) 步進電機定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)步進電機定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個確定的角度，即步進電機的步距角子便轉(zhuǎn)過一個確定的角度，即步進電機的步距角 ；(2) 改變步進電機定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方改變步進電機定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變；向隨之改變；(3) 步進電機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)步進電機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；(4) 步進電機步距角步進電機

9、步距角 與定子繞組的相數(shù)與定子繞組的相數(shù)m、轉(zhuǎn)子的齒、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)數(shù)z、通電方式、通電方式k有關(guān)，可用下式表示有關(guān)，可用下式表示 式中式中m相相m拍時，拍時，k=1；m相相2m拍時，拍時，k=2；依；依此類推。此類推。 第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制 步進電機的原理步進電機的原理 0360mzk 2021/3/913 步距角步距角 0.53，決定控制精度，是決定步進伺服系統(tǒng)脈，決定控制精度，是決定步進伺服系統(tǒng)脈沖當量的重要參數(shù)。沖當量的重要參數(shù)。 啟動頻率啟動頻率 fq?？蛰d時，步進電機由靜止突然啟動，并進入不丟步的空載時，步進電機由靜止突然啟動，并進入不丟步的正常運行所允許的最高頻率正常運行所允許的

10、最高頻率 矩角特性、最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩矩角特性、最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 和啟動轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩 。矩角特性是步進電機的一個重要特性，它矩角特性是步進電機的一個重要特性，它是指步進電機產(chǎn)生的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩是指步進電機產(chǎn)生的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 與失調(diào)角與失調(diào)角 的的變化規(guī)律。變化規(guī)律。 第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制 步進電機的特性步進電機的特性maxjMqMmaxjM2021/3/914 連續(xù)運行的最高工作頻率連續(xù)運行的最高工作頻率 保證不丟步運行的極限頻率保證不丟步運行的極限頻率 加減速特性加減速特性 描述步進電機由靜止到工作頻率和由工作頻描述步進電機由靜止到工作頻率和由工作頻率到靜止的加減速過程中，定子繞組通電狀率到靜止的加減速過

11、程中，定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率與時間的關(guān)系。態(tài)的變化頻率與時間的關(guān)系。 第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/915 系統(tǒng)由步進電機驅(qū)動線路系統(tǒng)由步進電機驅(qū)動線路+步進電機組成，對工作臺位步進電機組成，對工作臺位移、速度和運動方向進行控制。移、速度和運動方向進行控制。第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制 步進式伺服系統(tǒng)工作原理步進式伺服系統(tǒng)工作原理2021/3/9161. 工作臺位移的控制工作臺位移的控制 進給脈沖的個數(shù)進給脈沖的個數(shù)N 定子繞組通電狀態(tài)變化次數(shù)定子繞組通電狀態(tài)變化次數(shù)N 角角位移位移= N 工作臺位移工作臺位移L= t/3602.工作臺進給速度的控制工作臺進給速度的控制進給脈沖的頻率進

12、給脈沖的頻率f 定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率 f 步進電機的轉(zhuǎn)速步進電機的轉(zhuǎn)速工作臺的進給速度工作臺的進給速度v 3.工作臺方向的控制工作臺方向的控制定子繞組通電順序的改變定子繞組通電順序的改變-工作臺運動方向改變工作臺運動方向改變第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/917 功能：功能：將一定頻率將一定頻率f、數(shù)量、數(shù)量N和方向的進給和方向的進給脈沖轉(zhuǎn)換為控制步進電機定子各相繞組通脈沖轉(zhuǎn)換為控制步進電機定子各相繞組通斷電狀態(tài)變化的頻率、次數(shù)和順序的功率斷電狀態(tài)變化的頻率、次數(shù)和順序的功率信號。信號。 第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制 步進電機的驅(qū)動控制線路步進電機的驅(qū)動控制線

13、路2021/3/9181.脈沖混合電路脈沖混合電路將脈沖進給、手動進給、手動回原點、誤差補償?shù)然旌蠟閷⒚}沖進給、手動進給、手動回原點、誤差補償?shù)然旌蠟檎蚧蜇撓蛎}沖進給信號正向或負向脈沖進給信號2. 加減脈沖分配電路加減脈沖分配電路將同時存在正向或負向脈沖合成為單一方向的進給脈沖。將同時存在正向或負向脈沖合成為單一方向的進給脈沖。3.加減速電路加減速電路將單一方向的進給脈沖調(diào)整為符合步進電機加減速特性的將單一方向的進給脈沖調(diào)整為符合步進電機加減速特性的脈沖，頻率的變化要平穩(wěn)，加減速具有一定的時間常數(shù)脈沖，頻率的變化要平穩(wěn)，加減速具有一定的時間常數(shù)第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/9194.

14、 環(huán)形分配器環(huán)形分配器將來自加減速電路的一系列進給脈沖轉(zhuǎn)換成控制步進電機將來自加減速電路的一系列進給脈沖轉(zhuǎn)換成控制步進電機定子繞組通斷電的電平信號，電平信號狀態(tài)的改變次數(shù)及定子繞組通斷電的電平信號，電平信號狀態(tài)的改變次數(shù)及順序與進給脈沖的個數(shù)及方向?qū)?yīng)。順序與進給脈沖的個數(shù)及方向?qū)?yīng)。 常用電機有三、四、五相。常用電機有三、四、五相。 脈沖分配也可用軟件實現(xiàn)。脈沖分配也可用軟件實現(xiàn)。5. 功率放大器功率放大器將環(huán)形分配器輸出的將環(huán)形分配器輸出的mA級電流進行功率放大，一般由前級電流進行功率放大，一般由前置放大器和功率放大器組成。置放大器和功率放大器組成。第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/9

15、20四、提高步進式伺服驅(qū)動系統(tǒng)精度的措施四、提高步進式伺服驅(qū)動系統(tǒng)精度的措施影響步進式伺服驅(qū)動系統(tǒng)精度的因素：影響步進式伺服驅(qū)動系統(tǒng)精度的因素：步進電機的質(zhì)量步進電機的質(zhì)量機械傳動部分的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量機械傳動部分的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量控制線路控制線路由于受工藝和結(jié)構(gòu)的限制，常常從控制線路采取措施，由于受工藝和結(jié)構(gòu)的限制，常常從控制線路采取措施，通常采用的措施有：通常采用的措施有：細分電路細分電路齒隙補償（反向間隙補償）齒隙補償（反向間隙補償）螺距誤差補償螺距誤差補償?shù)诙?jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/921 1. 細分電路細分電路 把步進電機的一步再分得細一些，減小脈沖當量把步進電機的一步再分得細一些，減

16、小脈沖當量 2.齒隙補償（反向間隙補償）齒隙補償（反向間隙補償） 原因原因：機械傳動鏈在改變方向時，：機械傳動鏈在改變方向時，由于間隙的存在，會引起步進電機的空走；由于間隙的存在，會引起步進電機的空走； 補償原理補償原理：對實際間隙進行實測并保存，當工作臺換向：對實際間隙進行實測并保存，當工作臺換向時增加輸出脈沖進行補償。時增加輸出脈沖進行補償。第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制O t圖5-15 細分前后一步角位移波形圖 O t(a) 無細分 (b) 細分后(a) (b) 細分前后一步角位移波形圖（a） 無細分 （b） 細分后2021/3/922 3. 螺距誤差補償螺距誤差補償 原因原因：絲杠螺距存在制

17、造誤差，會直接影響工作臺的位：絲杠螺距存在制造誤差，會直接影響工作臺的位置精度，需要進行補償；置精度，需要進行補償； 補償原理補償原理：對實際間隙進行實測并保存，當工作臺換向：對實際間隙進行實測并保存，當工作臺換向時增加輸出脈沖進行補償。時增加輸出脈沖進行補償。 實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法： 安置兩個補償桿安置兩個補償桿 按照螺距誤差在補償桿上設(shè)置擋塊按照螺距誤差在補償桿上設(shè)置擋塊 工作臺移動時行程開關(guān)與擋塊接觸工作臺移動時行程開關(guān)與擋塊接觸時進行補償。時進行補償。第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制2021/3/923O誤 差脈 沖 數(shù)O誤 差補 償 脈 沖O機 床 運 動脈 沖 數(shù)0.01 mm12-1-203

18、AB微 動 開 關(guān)補 償 桿 A補 償 桿 B負 補 償 脈 沖 A正 補 償 脈 沖 B圖 5-16 螺 距 誤 差 補 償 原 理l12曲 線 1 - 理 想 的 移 動 （ 沒 有 螺 距 的 誤 差 ） 曲 線 2 - 實 際 的 移 動 （ 有 螺 距 的 誤 差 ）曲 線 3 - 補 償 前 的 誤 差 曲 線曲 線 3 - 補 償 后 的 誤 差 曲 線第二節(jié) 步進伺服驅(qū)動控制曲線1理想的移動（沒有螺距誤差） 曲線2實際的移動（有螺距的誤差）曲線3補償前的誤差曲線 曲線4補償后的誤差曲線2021/3/924第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)閉環(huán)控制的特點：工作可靠，抗干擾性強，精度高

19、，但增加了位閉環(huán)控制的特點：工作可靠，抗干擾性強，精度高，但增加了位置檢測、反饋、比較等環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試困難。置檢測、反饋、比較等環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試困難。一、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件一、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件數(shù)控系統(tǒng)對執(zhí)行元件數(shù)控系統(tǒng)對執(zhí)行元件（能量轉(zhuǎn)換和信號轉(zhuǎn)換）（能量轉(zhuǎn)換和信號轉(zhuǎn)換）的要求：的要求： 盡可能減少電機的轉(zhuǎn)動慣量，以提高系統(tǒng)的快速動態(tài)盡可能減少電機的轉(zhuǎn)動慣量，以提高系統(tǒng)的快速動態(tài)響應(yīng)；響應(yīng)； 盡可能提高電機的過載能力，以適應(yīng)經(jīng)常出現(xiàn)的沖擊盡可能提高電機的過載能力，以適應(yīng)經(jīng)常出現(xiàn)的沖擊現(xiàn)象；現(xiàn)象； 盡可能提高電機低速運行的穩(wěn)定性和均勻性，以保證盡可能提高電機低速運行的穩(wěn)定性和

20、均勻性，以保證低速時伺服系統(tǒng)的精度。低速時伺服系統(tǒng)的精度。2021/3/9251. 直流伺服電機直流伺服電機第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)直流伺服電機與普通直流電機的工作原理與基本結(jié)構(gòu)是一樣的，直流伺服電機與普通直流電機的工作原理與基本結(jié)構(gòu)是一樣的，從結(jié)構(gòu)特點上可以分為有刷和無刷兩種基本類型。兩者的靜態(tài)特性和從結(jié)構(gòu)特點上可以分為有刷和無刷兩種基本類型。兩者的靜態(tài)特性和動態(tài)特性完全相同，控制方法也相同。動態(tài)特性完全相同，控制方法也相同。常用的直流電機多為大功率直流伺服電機，如低慣量電機和寬常用的直流電機多為大功率直流伺服電機，如低慣量電機和寬調(diào)速電機等。調(diào)速電機等。(1) 低慣量直流伺服電機低慣

21、量直流伺服電機。主要有無槽電樞直流伺服電機及其他一些。主要有無槽電樞直流伺服電機及其他一些類型的電機。無槽電樞直流伺服電機的工作原理與一般直流電機相同，類型的電機。無槽電樞直流伺服電機的工作原理與一般直流電機相同，其結(jié)構(gòu)的其結(jié)構(gòu)的差別差別和和特點特點是：電樞鐵心是光滑無槽的圓體，電樞繞組用環(huán)是：電樞鐵心是光滑無槽的圓體，電樞繞組用環(huán)氧樹脂固化成型并粘結(jié)在電樞鐵心表面上，電樞的長度與外徑之比在氧樹脂固化成型并粘結(jié)在電樞鐵心表面上，電樞的長度與外徑之比在5倍以上，氣隙尺寸比一般的直流電機大倍以上，氣隙尺寸比一般的直流電機大10倍以上。它的輸出功率在倍以上。它的輸出功率在幾十瓦至幾十瓦至10 kW以

22、內(nèi)。主要用于要求快速動作、功率較大的系統(tǒng)。以內(nèi)。主要用于要求快速動作、功率較大的系統(tǒng)。 2021/3/926(2) 寬調(diào)速直流力矩電機寬調(diào)速直流力矩電機。這種電機用提高轉(zhuǎn)矩的方法來改善其。這種電機用提高轉(zhuǎn)矩的方法來改善其動態(tài)性能。它的結(jié)構(gòu)形式與一般直流電機相似，通常采用他激式。動態(tài)性能。它的結(jié)構(gòu)形式與一般直流電機相似，通常采用他激式。目前幾乎都用永磁式電樞控制。目前幾乎都用永磁式電樞控制。直流伺服電機的調(diào)速原理直流伺服電機的調(diào)速原理 =調(diào)速方法調(diào)速方法： 改變電樞電壓改變電樞電壓V改變電勢系數(shù)（實際是改變勵磁回路參數(shù)）改變電勢系數(shù)（實際是改變勵磁回路參數(shù)）改變電阻（串聯(lián)電阻）改變電阻（串聯(lián)電阻

23、）第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)V RaV RaKt KtKvKt KtKvM M- -2021/3/927直流伺服電機的調(diào)速原理直流伺服電機的調(diào)速原理目前使用最廣泛的是脈寬調(diào)速目前使用最廣泛的是脈寬調(diào)速PWM（改變電樞電壓（改變電樞電壓V）第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)2021/3/928 直流伺服電機調(diào)速的優(yōu)點：直流伺服電機調(diào)速的優(yōu)點：直流伺服電機具有優(yōu)良的控制特性，單一通過控制電直流伺服電機具有優(yōu)良的控制特性，單一通過控制電機的輸入電壓就可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，負載力矩對電機轉(zhuǎn)機的輸入電壓就可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，負載力矩對電機轉(zhuǎn)速的影響相對較小，電機的動態(tài)特性較好，能滿足伺服速的影響相對較小，電機

24、的動態(tài)特性較好，能滿足伺服系統(tǒng)對響應(yīng)的要求，正是由于這些優(yōu)點，使得伺服電機系統(tǒng)對響應(yīng)的要求，正是由于這些優(yōu)點，使得伺服電機在數(shù)控機床及其他數(shù)控設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。在數(shù)控機床及其他數(shù)控設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)2021/3/9292. 交流伺服電機交流伺服電機用三相正弦電流驅(qū)動的伺服電機，按工作原理分為：用三相正弦電流驅(qū)動的伺服電機，按工作原理分為：永磁同步型（永磁同步型（SM型）型）異步感應(yīng)型（異步感應(yīng)型（IM型）型）AC伺服電機本身結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，體積較小，伺服電機本身結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，體積較小，重量較輕，沒有整流子機械換向，遠比重量較輕，沒有整流子機械換向，遠

25、比DC伺服電機便于伺服電機便于維護，但速度的控制方法比維護，但速度的控制方法比DC伺服電機要復(fù)雜的多，對伺服電機要復(fù)雜的多，對控制元件的容量及速度的要求也很高?？刂圃娜萘考八俣鹊囊笠埠芨?。AC伺服電機（包伺服電機（包括伺服單元）的價格高于同等括伺服單元）的價格高于同等DC伺服電機。伺服電機。第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)2021/3/930第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)交流伺服電機的控制方法交流伺服電機的控制方法 幅值控制、相位控制和幅值相位混合控制幅值控制、相位控制和幅值相位混合控制2021/3/931 鑒相式伺服系統(tǒng)鑒相式伺服系統(tǒng) 鑒相式伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床中使用較多的一種位置控制系統(tǒng)

26、，它鑒相式伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床中使用較多的一種位置控制系統(tǒng)，它是采用相位比較的方式實現(xiàn)閉環(huán)（半閉環(huán)）控制的伺服系統(tǒng)。是采用相位比較的方式實現(xiàn)閉環(huán)（半閉環(huán)）控制的伺服系統(tǒng)。特點：特點：工作可靠，抗干擾性強，精度高，由于增加了位置檢測、反工作可靠，抗干擾性強，精度高，由于增加了位置檢測、反饋、比較等元件，與步進式伺服系統(tǒng)相比它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)饋、比較等元件，與步進式伺服系統(tǒng)相比它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試較困難。試較困難。鑒相式伺服系統(tǒng)的基本組成鑒相式伺服系統(tǒng)的基本組成第三節(jié) 閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)2021/3/932 各組成部分的功能介紹各組成部分的功能介紹1.基準信號發(fā)生器基準信號發(fā)生器2.脈沖調(diào)相器脈沖調(diào)相器3.檢測元件及信號處理線路檢測元件及信號處理線路4.鑒相器鑒相器 鑒相器的輸入信號有兩路，一路是來自脈沖調(diào)相器的指令信號；鑒相器的輸入信號有兩路，一路是來自脈沖調(diào)相器的指令信