第5章 机电一体化中伺服系统设计

第五章 机电一体化中伺服系统设计

1.伺服系统（Servo System）也叫随动系统或伺服机构，属于自动控制系统的一种，是指以机械量如位移、速度、加速度、力、力矩等作为被控量的一种自动控制系统。

2.伺服系统的基本要求是使系统的输出能够快速而精确地跟随输入指令的变化规律。 3.所有伺服系统的共同点是带动控制对象按照指定规律做机械运动。 4.伺服系统设计的主要内容：

5.伺服系统设计的主要步骤：（1）制定系统总体设计方案（2）系统的动力学参数设计（3）系统动态参数设计（4）系统的仿真与试验。

6.伺服系统的执行元件是机械部件和电子设备的接口。它的功能就是根据控制器发出的控制指令，将能量转换为机械部件运动的机械能。

7.步进机的工作原理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移

的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。

8.步进机的特点：(1)给一个脉冲，转一个步距角， (2)控制脉冲频率，可控制电机转速， (3)改变脉冲顺序，改变转动方向，（4）转动惯量小，（5）具有自锁能力。

9.步进机主要由定子（主要包括定子铁心和定子绕组）和转子组成。

10.步进机三相三拍控制时，每次只有一相绕组通电，转子步矩角为30°,通电顺序为 U V W U；

步进机双三拍控制时，每次有两相绕组通电，转子步矩角为30°,通电顺序为: U，V V,W W,U U,V；

步进机三相六拍控制时，一相绕组通电和两相绕组通电循环进行，转子步矩角为15°,通电顺序为: U U，V V V,W W W,U U。

11.步进机转子步矩角计算式：? z：转子的齿数，m：控制的拍数； ?转子每分钟转动的转数（即转速n）： f：脉冲的频率。 n?如：三相三拍时，m=3，设z=4，f=50HZ，则θ=30°，n=250（转/min）。

12.步进机的驱动器包括脉冲分配器和功率放大器两个主要部分，他们统称为驱动电源。

360?zm60fzm13.简述步进电动机驱动电路的组成：步进电动机的驱动电路由脉冲信号发生器、分频器、脉冲分配器和脉冲放大器组成。

14.功率放大电路可以分为电压驱动和电流驱动两种方式。电压驱动又包括单电压驱动和双电压驱动。电流驱动最常见的是电流反馈斩波驱动。

15.直流伺服电机的缺点是在转子上安装了具有机械运动的电刷和换向器。 16.直流伺服电机的特点：稳定性好、可控性好、响应迅速、控制功率低、转矩大。 17.直流伺服电机的构造：由永磁体定子、线圈转子（电枢）、电刷和换向器构成。 18. P169面4个公式。（注意单位）

20.交流伺服电机包括：交流电机、交流电机电源线、编码器、编码器信号输出线。 21.交流伺服电机定子中励磁绕组和控制绕组在空间上相差90电度角。 22. 交流伺服电机三中控制方式：幅值控制、相位控制和幅值相位控制。

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