进给伺服系统的系统增益.docx

Word版本下载可任意编辑】 进给伺服系统的系统增益 １.系统增益的概念和意义 系统增益KS又称速度增益、开环增益，它是进给伺服系统的重要性能参数，其定义是单位位置误差△D所能控制的速度F，其量纲是1/sec： KS=F/△D (1/sec) (1) 图1 传递函数简化框图 图1中：KN方框是位置控制单元的传递函数，KN是位置环增益（比照例调节而言）；KA方框是速度控制单元的传递函数，KA是速度环增益；KM/S方框是伺服电机的传递函数，KM是电机的增益系数；L/2π方框是机械执行单元的传递函数，L是传动丝杆的螺距；KfP方框是位置控制单元的传递函数，KN是位置检测比例系数；则此时进给伺服系统的传递函数为： 2. KS对系统动态性能（速度、加速度）的影响 系统的位置输入与位置输出的关系 在进给过程中位置输入可以看成是系统的斜坡激励： 讨论 系统增益KS越大，则时间常数越小，到达指令速度的时间越短，即系统响应快或系统灵敏度高 系统的加速度与系统增益KS成正比例，即系统增益大，则加速度大。

系统在刚启动的一瞬间，即时的加速度为 可见当然启动时，KS越大可使系统的响应加快，但对系统的冲击也大，尤其对惯性较大的系统，将产生很大的冲击力，另外，加速度太大也可能系统超调，引起系统失稳因此，系统增 益KS不能太大 3.KS与跟随误差△D 的关系 系统的跟随误差为： 可知速度一定时，系统增益KS越大，则系统的稳态位置误差越小，即系统的随动误差小或者说跟随精度高 综上所述，对系统的灵敏度、系统增益KS和系统的加速度这三个因素，在确定它们的数值时要开展折衷考虑这样才能使系统获得较好的动态性能 4.数控系统中KS的选取和设定方法 KS的初选方法 在工程调试中，KS可按以下方式初选： Mm、ML：分别是电机的输出转矩和负载转矩； GDm、GDL：分别是电机转子和负载等效飞轮惯量 KS的设定方法 由前面的推导可知： 其中： KA 、 KM 、 L/2π在数控系统、伺服系统和机械系统选定后便确定了，而KN是作为可调参数，允许用户根据具体情况选定，以满足系统的稳定性和快速度性的要求。

通常在数控系统或伺服驱动单元中可对KN开展设定 3 / 3。