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《机电一体化系统设计》第4章_伺服系统设计

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机电一体化系统设计 学习指南

机电一体化系统设计 学习指南

机电一体化系统设计学习指南一、理论教学第一章绪论[教学目的与要求]：1．掌握机电一体化的基本涵义。

2．掌握机电一体化系统及其组成。

3．了解机电一体化控制系统。

[本章主要内容]：1.1 什么是机电一体化?1.2 机电一体化实例—机器人介绍1.3 机电一体化系统基本组成1.4 机电一体化设计方法[本章重点]：1．机电一体化系统基本概念2．机电一体化系统基本组成[本章难点]：1．机电一体化系统基本组成第二章机电一体化系统总体设计[教学目的与要求]：1．了解机电一体化系统的总体设计方法2．掌握机电一体化产品的工程路线3．掌握几种典型机电一体化装置的基本组成[本章主要内容]：2.1 机电一体化产品设计过程2.2 机电一体化系统设计方法2.3 机电一体化产品设计实例[本章重点]：1．机电一体化总体设计的内容及方法2．典型机电装置的系统组成以及软、硬件结构[本章难点]：1．机电一体化系统设计的方法2．典型机电一体化装置数控机床或工业机器人的基本组成及设计方法第三章传感检测系统[教学目的与要求]：1．了解传感检测系统的基本组成和传感器的基本评价指标。

2．掌握机电一体化系统中常用传感器的基本原理与适用场合。

3．了解传感检测系统中常用信号预处理技术的基本原理。

[本章主要内容]：3.1 检测的基本概念3.2 传感器概述3.3 常见传感器原理及应用3.4 信号处理[本章重点]：1．各类传感器的工作原理2．传感器的功用和特性3．信号调理电路（滤波、相关、调制、解调）4．信号变换技术(传感器接口电路、放大电路、模数转换、数模转换)[本章难点]：1．各类传感器的工作原理2．传感器的功用和特性3．信号调理电路（滤波、相关、调制、解调）第四章机械系统设计[教学目的与要求]：1．掌握机电一体化系统中传动机构的种类、特点、基本要求。

2．了解常用工业机器人的基本构型。

3．掌握机电一体化系统常用精密传动机构的基本原理与设计方法。

[本章主要内容]：4.1 机电一体化系统典型机构4.2 机器人机构4.3 精密齿轮传动4.4 同步带传动4.5 滚珠丝杠传动4.6 导轨设计4.7 机械系统设计综合应用实例[本章重点]：1．滚珠丝杠副传动机构[本章难点]：1．传动机构的设计方法2．滚珠丝杠副传动机构3．谐波齿轮传动第五章伺服驱动系统[教学目的与要求]：1．了解伺服系统的一般组成、分类和基本组成形式。

机电一体化第4章 控制系统及接口设计(4.11输入／输出控制的可靠性设计)

机电一体化第4章 控制系统及接口设计(4.11输入／输出控制的可靠性设计)
Vss Vcc
Vss
1k 8031 8155 8255 T0/T1 G LM331
+V LOGIO
3.3k
1k G LM331
1k
1
T
a)
b)
特点：可提高在恶劣环境中前向型通道和电源的抗干扰 能力。
5
控制系统及接口设计-接口技术
二、信息转换电路设计
(1) 弱点/强电转换电路 微机应用系统中的微机发出的控制信号一般要经 过功率放大后，才能驱动备类执行元件。
G 功放电路 K KM AC电动机
来 自 微 机 开 关 量
G
功放电路
K
AC电动机
G
功放电路
K
DT
G
功放电路
YA
5
控制系统及接口设计-接口技术
（2）数字/脉冲信号转换——并行转换为串行
微 机
I/O 接 口
光 电 隔 离 电 路
A相功放电路 A相功放电路 A相功放电路 步进电机
5
控制系统及接口设计-接口技术
5
控制系统及接口设计-接口技术
光电耦合隔离器按其输出级不同可分为三极管型、单 向晶闸管型、双向晶闸管型等几种，如图所示。它们的 原理是相同的，即都是通过电→光→电这种信号转换， 利用光信号的传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。
5
控制系统及接口设计-接口技术
现以最简单的三极管型光电耦合隔离器为例来说明它 的结构原理，如图所示。
例如在现场传感器与A/D转换器或D/A转换器与现 场执行器之间的模拟信号的线性传送，可用光耦的 这种线性区对模拟信号进行隔离。
5
控制系统及接口设计-接口技术
光耦的这两种隔离方法各有优缺点。 • 模拟信号隔离方法的优点是使用少量的光耦，成本 低；缺点是调试困难，如果光耦挑选得不合适，会影 响A/D或D/A转换的精度和线性度。数字信号隔离方法 的优点是调试简单，不影响系统的精度和线性度； • 缺点是使用较多的光耦器件，成本较高。但因光耦 越来越价廉，数字信号隔离方法的优势凸现出来，因 而在工程中使用的最多。

机电一体化系统设计

机电一体化系统设计

图2.6 锥齿轮轴向压簧调整
图2.7 锥齿轮周向弹簧调整 1.大片锥齿轮 2.小片锥齿轮 3.锥齿轮 4.镶块 5.弹簧 6.止动螺钉 7.凸爪 8.槽
（四）齿轮齿条传动机构
结构如图2.8所示。用于行程较长的大型机床上，易于得 到高速直线运动。 1.双片簿齿轮调整法 分别与齿条齿槽的左、右两侧贴紧， 从而消除齿侧间隙（传动负载小时采用）。 2.双厚齿轮传动的结构 进给运动由轴5输入，该轴上装有
1.垫片调整法 结构如图2.4所示。在两薄片斜齿轮1、2中间 加垫片3，改变两薄片斜齿轮之间的轴向距离，使薄片斜齿 轮1、2的螺旋线错位。
特点：1)结构简单；2)齿侧间隙不能自动补偿。3) 使用时需 要反复测试齿轮的啮合情况，反复调节垫片的厚度。
图2.4 斜齿薄片齿轮垫片调整
(二)斜齿轮传动机构
功用： 转矩匹配； 惯量匹配；脉冲当量匹配；降速
消除传动间隙
作用：消除反向间隙，提高传动精度 方法：使啮合状态轮齿的两侧均处于接触状 实现：偏心轴调整、轴向垫片调整 （刚性）
轴向压簧调整、周向压簧调整（柔性）
径向（中心矩）调隙法；轴向调隙法；周向(切向）调隙法
(一)直齿圆柱齿轮传动机构
1.偏心轴套调整法 结构如图2.1所示。转动偏心轴套2调整 两啮合齿轮的中心距，消除齿侧间隙及其造成的换向死区。 特点：结构简单，侧隙调整后不能自动补偿。
此外，还要求机械系统具有较大的刚度、良好的可靠性和重量轻、 体积小、寿命长。
三、机械系统的组成
1.传动机构 ：如，齿轮传动机构、蜗杆蜗轮传动机构、丝杠传动机 构、链传动、带传动等。
要求：满足整个机械系统良好的伺服性能；要满足传动精度的要求； 满足小型、轻量、高速、低噪声和高可靠性的要求。

机电一体化系统设计(最终版)ppt课件

机电一体化系统设计(最终版)ppt课件

2020/4/11
电力拖动
22
第三节 机电一体化的相关技术
机械技术（精密机械技术）
是机电一体化的基础。机电一体化的机械产 品与传统的机械产品的区别在于：机械结构 更简单、机械功能更强、性能更优越。
机械技术的出发点在于如何与机电一体化技 术相适应，利用其他高新技术来更新概念， 实现结构、材料、性能以及功能上的变更。
现代机械：以力学、电子学、计算机学、控制 论、信息论等为理论基础，以经验、机、电、 计算机、传感与测试等技术为实践基础。
机械：强度高、输出功率大、承载大载荷；实 现微小复杂运动难。
电子：可实现复杂的检测和控制；但无法实现 重载运动。
202的定义
机电一体化是在以机械、电子技术和计算 机科学为主的多门学科相互渗透、相互结 合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴 边缘技术学科。
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电力拖动
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第四节 机电一体化系统的 基本功能要素
接口
将各要素或子系统连接成为一个有机整体， 使各个功能环节有目的地协调一致运动， 从而形成机电一体化的系统工程。
其基本功能主要有三个：变换、放大、传 递
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电力拖动
40
第五节 本课程的目的和要求
本课程的目的和要求
第三节 机电一体化的相关技术
自动控制技术
自动控制技术的目的在于实现机电一体化 系统的目标最佳化。 机电一体化系统中的自动控制技术主要包 括位置控制、速度控制、最优控制、自适 应控制、模糊控制、神经网络控制等。
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电力拖动
26
第三节 机电一体化的相关技术
伺服驱动技术
伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下， 控制驱动元件，使机械的运动部件按照指 令要求运动，并具有良好的动态性能。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液 压伺服。

机电一体化执行部件

机电一体化执行部件
• 缺点是需要相应的液压源，容易漏油， 维护困难，控制和校正不如电气执行 部件方便等。
• 液压执行部件应用广泛，特别在在驱 动大动力机床和机器人中得到了广泛 的应用。
液压系统的组成
•
液压系统的动力元件，即泵站，主要包括液
压泵和驱动电机；
• 控制元件有压力控制阀、方向控制阀、流量控制 阀和各类电液伺服阀等；
6. 电液伺服阀
电液伺服阀是一种可将小功率电信号转换为大功率的 液压信号，以实现对流量和压力控制的转换装置。电液伺 服阀为一种控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的 控制元件。
4.3气动执行部件
气动执行部件是将压缩空气的压力能转变为机械能的 能量转换装置，包括气缸和气马达。广泛应用于各种工业 机械和车辆、机器人、气动工具及测量仪器等领域。
•
其次，还应特别注意以下事项：
• （1）液压缸承受负载后，如果其输出速度达到一定的 值，为了避免或降低液压缸高速运动中忽然停车所产生的 液压冲击，应选用带有缓冲装置的液压缸；速度更高的，
还需在液压缸外加阻尼元件。
• （2）对于行程超过1000mm的液压缸，为了防止活塞杆 过载及活塞过快磨损，应该使用支承环。
• （3）一般来说，不同的液压油适用于不同材质的油封， 选择液压油或油封时应注意密封材料与液压油和工作温度 的关系，从而保障液压缸的寿命和使用性能。
4.2.2液压马达类型和主要参数
液压马达是将压力能转变成机械能（旋转力矩）并对外 做功的执行部件。
液压马达通常分为高速和低速两大类。
额定转速高于500 r/min的为高速液压马达，主要结构形式有齿 轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式。其特点是转速较高、功 率密度高、转动惯量小、排量小，启动、制动、调速及换向方 便，其输出扭矩不大，为几十到几百Nm。； 额定转速低于500 r／min的为低速液压马达．低速马达排量大， 体积也大，转速在低到每分钟几转时仍能输出几千到几万Nm的 扭矩．这就是通常所说的低速大扭矩液压马达。其主要形式有 多作用内曲线液压马达和径向柱塞型液压马达，它适用于直接 连接并驱动负载，且启动、加速时间短，性能好，所以在工程 实际中得到了广泛应用。

机电一体化系统设计 ppt课件

机电一体化系统设计 ppt课件

2. 快速发展阶段 ▲ 时间： 20世纪70年代到80年代
▲ 发展情况：
计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一 体化的发展奠定了技术基础，人们自觉、主动地利用３Ｃ技
术的成果创造新的机电一体化产品。Mechatronics诞生。 这一阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展， 各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持， 其中日本在推动机电一体化技术的发展方面起了主导作用。 我国机电一体化技术的发展也始于这一阶段，80年代开 始，组织专家根据我国国情对发展机电一体化的原则、目标、 层次和途径等进行了深入而广泛的研究，制订了一系列有利 于机电一体化发展的政策法规，确定了数控机床、工业自动 化控制仪表、工业机器人、汽车电子化等15个优先发展领域 及6项共性关键技术的研究方向和课题。
机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化产品 （或系统）得以实现、使用和发展的技术。
机电一体化技术是一个技术群（族）的总称，包括检测传
感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械 技术及系统总体技术等。
机电一体化产品（系统）
机电一体化产品有时也称为机电一体化系统，它们是 两个相近的概念，通常机电一体化产品指独立存在的机电 结合产品，而机电一体化系统主要指依附于主产品的部件 系统，这样的系统实际上也是机电一体化产品。
数 控 铣 床
数控车床
焊接机器人

汽车防抱死系统(ABS)
1.2 发展概况
在机电一体化技术的发展过程中，其不断吸取机械学、 电子学、信息科学等学科的发展成果，以实现本学科的发 展壮大。由于这些相关学科的发展都经历了较长的过程， 因此，机电一体化技术的发展经历了一个较长期的过程。 有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能 化阶段三个阶段。

机电一体化系统设计--第四章 控制电动机及其选择计算


1、步距角的选择 电机的步距角取决于脉冲当量等，目前市场上 步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电 机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度 （三相电机）等。 2、静力矩的选择 （1）根据机械结构草图计算机械传动装置及负 载折算到电动机轴上的等效负载转动惯量。
（2）计算各种工况下所需的等效力矩。 （3）根据步进电机最大静转矩和起动、运行矩 频特性。 TL/TMax≤0.5 JL/Jm≤4
2
t
TN——电动机额定转矩 TLr ——折算到电动机轴上的负载均方根转矩 t ——电动机工作循环时间 TLa ——折算到电动机转子上的等效惯性转矩 TLF ——折算到电动机上的摩擦力矩
(3)转矩过载校核
(TL)max≤(Tm)max (Tm)max=λTN
(TL)max——折算到电动机轴上的负载力矩的最大值；
步进电机
步进电机
5、具有自锁能力，一旦停止输入 脉冲，只要维持绕组通电，电动机 就可保持在固定位置。
6、步距角有误差，转子转过一定步数 以后也会出现累计误差，但转子转过 一转以后，累计误差为零，不会长期 累积。 因此，步进电机广泛应用在开环控制 的机电一体化系统中。
三、步进电机的驱动控制
四、步进电机的选用
1、步进电动机定子绕组的通电状态每改变一次，它的转子 便转过一个确定的角度，即步距角； = 360/mzk m—定子绕组的相数 z—转子的齿数 K—通电方式 式中m相m拍时，k=1；m相2m拍时，k=2。
步 距 角 ： 常 见 的 步 距 角 0.60/1.20 , 0.750/1.50 , 0.90/1.80 ,10/20, 1.50/30 等。
例 1 ：某步进电机有 80 个齿 , 采用 3 相 6 拍 方式驱动 , 经丝杠螺母副驱动工作台做直

机电一体化系统设计课件


机械传动系统设计
选择合适的传动方式
根据工作需求和条件，选择合适的传 动方式，如齿轮传动、带传动、链传 动等。
确定传动装置的参数
根据机械系统的功率、转速和运动特 性，确定传动装置的参数，如齿轮模 数、带轮直径等。
优化传动装置的结构
在满足功能和可靠性的前提下，优化 传动装置的结构，降低制造成本和维 护成本。
控制系统的基本概念是指通过一定的 控制手段，使被控对象根据设定的目 标进行运作的系统。
控制系统的组成
控制系统的分类
根据不同的分类标准，控制系统可以 分为开环控制系统和闭环控制系统、 连续控制系统和离散控制系统等。
控制系统通常由控制器、受控对象、 执行机构和反馈回路等部分组成。
控制系统设计方法
系统工程方法
考虑传动装置的安装和维修
在设计传动装置时，应考虑其安装和 维修的便利性，以确保机械系统的长 期稳定运行。
机械结构设计
确定机械结构的基本布局 根据机械系统的功能和使用要求 ，确定合理的机械结构基本布局 。
进行结构优化 在满足功能和可靠性的前提下， 对机械结构进行优化，降低制造 成本和维护成本。
设计关键零部件
数控机床的机电一体化设计特点
数控机床的机电一体化设计主要体现在数字化控 制技术的应用上，包括高精度定位、高速切削、 高刚性结构等。
工业机器人的机电一体化设计
工业机器人概述
01
工业机器人是一种自动化生产设备，能够实现高效、精准、快
速的作业。
工业机器人的组成
02
工业机器人由机械臂、控制系统、伺服系统等部分组成，各部
机电一体化的发展历程与趋势
总结词
发展与展望
详细描述
机电一体化技术的发展经历了多个阶段，从最初的简单机械与电气组合，到计算机控制 和可编程逻辑控制器的出现，再到现代的智能制造和物联网技术，其发展历程体现了技 术与工业需求的不断进步。未来，随着人工智能、大数据等新技术的融合，机电一体化
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2）、调节特性
Ua Ra n T 2 m K E K E KT Ra n0 T 2 m K E KT
由图可知：空载时，起动电压为0. 当负载为TL1时，电机的起动电压为Ua1 当负载为TL2时，电机的起动电压为Ua2
3）、动态特性
4）、直流伺服电机的速度控制
由转速公式可得，

2.液压伺服系统
功率大、控制性好、维修方便。但快速响应性不好， 稳定性较差。

2.气压伺服系统
成本低、清洁安全、结构简单、维修方便。但控制稳定性差， 输出功率和力较小，体积大
4.2 伺服系统执行元件及其控制
1. 电气执行元件 电气执行元件包括直流(DC)伺服电机、交流（AC）伺服电 机、步进电机等，是最常用的执行元件。对伺服电机除了 要求运转平稳以外，一般还要求动态性能好，适合于频繁 使用，便于维修等 2．液压式执行元件 液压式执行元件主要包括往复运动油缸、回转油缸、 液压马达等，其中油缸最为常见。在同等输出功率的情况 下，液压元件具有重量轻、快速性好等特点 3．气压式执行元件 气压式执行元件除了用压缩空气作工作介质外，与液 压式执行元件没有区别。气压驱动虽可得到较大的驱动 力、行程和速度，但由于空气粘性差，具有可压缩 性，故不能在定位精度要求较高的场合使用。
步进 驱动器
步进马达
一方向指令
开回路 没有反馈、只能进行一个方向的控制。
使用步进马达。
半闭回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置） 伺服
驱动器 编码器
伺服马达
全闭合回路
丝性标尺 位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
伺服驱动器
编码器
伺服马达
4.1.2、伺服系统的分类

1.电气伺服系统
高精度、高速度、高可靠行、易控制。但承载能力 有限，设计较复杂。
励磁绕组
杯形转子
交流伺服电动机结构图
4.2.2 交流伺服电动机
转子 (1) 笼型转子 铁芯槽内放铜条,端 部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。
转 子
定子
壳体
笼型转子
(2) 杯型转子 薄壁园筒形，放于内外定 子之间。一般壁厚为0.3mm
杯型转子
2 交流异步伺服电动机的工作原理
异步电动机的转动原理
1．晶闸管调速系统 常用于大功率及要求不很高的直流伺服电机调速控制。
主要内容
U*n
+
US -
I*n 主要内容 速度 调节器 + In -
电流 调节器
触发脉冲 发生器 电流反馈 速度反馈
可控硅
Un
电流检测 编码器
电机
速度环：速度调节，作用：好的静态、动态特性。
控制 回路 电流环：电流调节，作用：系统快速性、稳定性改善。 触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移 或后移。 主回路：可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。
U
脉宽 脉宽
脉宽 脉宽
平均直流电压
周期不变 周期不变
ωt
7.3 直流伺服电机及其速度控制 脉宽调制（PWM）系统组成：
三相交流电 主要内容
振荡器
整流
速 度 指 令
U△
速度 调节器
电流 调节器
Usr
脉宽 调制
USC
基极 驱动
Ub
M 功 放
电流反馈 速度反馈
控制回路： 速度调节器；电流调节器；固定频率振荡器及三 角波发生器；脉宽调制器和基极驱动电路。
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
伺服电机的分类
鼠笼转子
交流伺服电机
伺服电机
直流伺服电机
杯形转子
4.2.1、 Bil
B
——磁场的磁感应强度 (Wb / m ——导体中的电流 ( A)
2
)
l ——导体的有效长度 (m)
i
直流电机原理
第四章
伺服系统设计
4.1、伺服系统概念

伺服系统，也称为随动系统，是一种能够 及时跟踪输入给定信号并产生动作，从而 获得精确的位置、速度等输出的自动控制 系统。
伺服系统应用举例
机械手手臂伸缩运动的电液伺服系统。
1－电放大器 2－电液伺服阀 3－液压缸 4－机械手手臂 5－齿轮齿条机构 6－电位器 7－步进电机
4.2 伺服系统执行元件及其控制

一、直流伺服电机及控制 二、交流伺服电机及控制 三、步进电机及控制
伺服电动机典型生产厂家
德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
伺服电动机典型生产厂家
美国科尔摩根，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
伺服电动机典型生产厂家
日本松下及安川，产品外形有：
7.3 直流伺服电机及其速度控制
主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电 路，分成二大部分（ Ⅰ和 Ⅱ ），每部分内按三相桥式连 接，二组反并接，分别实现正转 和反转。
Ⅰ
1 3 5 8
Ⅱ
12 10
KM
UD
A B
-
UM KM
M
+
C
4
6
2
7
9
11
各有一个可控硅同时导通，形成回路。
7.3 直流伺服电机及其速度控制
需对直流电压的大小和方向进行控制 主要内容
直流伺服电机速度控制单元的作用：将转速指令信号转 换成电枢的电压值，达到速度调节的目的。
直流电机速度控制单元常采用的调速方法： 1.晶闸管（可控硅）调速系统 2.晶体管脉宽调制（PWM Pulse Width Modulated ） 调速系统。
7.3 直流伺服电机及其速度控制
Ua Ra n T K e K e KT
直流电机的基本调速方式有三种: （1）调节电阻Ra、
（2）调节磁通Φ 的值
（3）调节电枢电压Ua
7.3 直流伺服电机及其速度控制
（1）电枢电阻调速：很少采用，缺点：
不经济：要得到低速，R很大，则消耗大量电能；
低速，特性很软，运转稳定性很差； n 调节平滑性差，操作费力。 主要内容 n0
2 1
U aN U a1 U a2 U aN>U a1 > U a2 T
01
0N
N
ΦN>Φ1>Φ2 O TN T
N
7.3 直流伺服电机及其速度控制
（3）调节电枢电压：（调压调速）时，直流电机机 械特性为一组平行线，只改变电机的理想转速 n0 ， 主要内容 保持了原有较硬的机械特性，所以调压调速主要用于 伺服进给驱动系统电机的调速
直流电机的励磁方式
励磁概念：由电流激励出磁场的过程叫做励磁。
他励
并励
串励
直流伺服电机的结构
主磁极
机壳 瓦状永磁材料（定子） 换向极 定子 转子
电枢（转子） 极靴
线圈
图6.5永磁直流伺服电机的结构
图6.6励磁式直流伺服电机结构示意图
2、直流电机的静态特性
1. 静态特性（电压相对稳定） 电磁转矩由下式表示:
原理：以三角波发生器为例介绍
全数字式PWM
4.2.2 交流伺服电动机
驱动器 交流伺服 电动机
交流伺服电机系统
1 特点、类型、结构
直流伺服电机的缺点： ◆ 它的电刷和换向器易磨损； ◆ 电机最高转速的限制，应用环境的限制； ◆ 结构复杂，制造困难，成本高。 交流伺服电机的优点： ◆ 动态响应好； ◆ 输出功率大、转速高； ◆ 结构坚固，易维护。 交流伺服电机形式： ◆ 同步交流伺服电机； ◆ 异步交流伺服电机。
例：数控机床伺服系统，


由图可以看出，它与一般的反馈控制系统一样， 也是由控制器、被控对象、反馈测量装置等部分 组成。 系统需不断检测被控对象输出的变化，与给定值 比较，对被控对象进行自动调节，以消除偏差。
数控系统
伺服系统的基本要求




对伺服系统的基本要求有稳定性、精度和快速 响应性。 稳定性是指作用在系统上的扰动消失后，系统 能够恢复到原来的稳定状态下运行或者在输入指 令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态 的能力。 精度是伺服系统的一项重要的性能要求。它是 指其输出量复现输入指令信号的精确程度。 快速响应性是衡量伺服系统动态性能的另一项 重要指标。快速响应性有两方面含义，一是指动 态响应过程中，输出量跟随输入指令信号变化的 迅速程度，二是指动态响应过程结束的迅速程度。
根据以上各式可以求得： U Ra n a T K e K e KT
(转速公式)
1）、机械特性
直流电机转速随转矩（负载）变化的关系n=f(T)称机械 特性
Ua Ra n T 2 m K E K E KT Ra n0 T 2 m K E KT
反映转速随转矩变化的程度，斜率越大，转速随负载变化大，机械 特性软；反之（转矩对转速变化的影响程度越小），机械特性越硬。 从公式可看出机械特性硬度与 Ra 有关， Ra 越小，电机机械特性越 硬。实际控制中，伺服电机需外接放大电路，这就引入了放大电路 内阻，使机械特性变软，在设计时应注意。
当磁铁旋转时，在空间形成一个旋转磁场。假设永久磁铁是 顺时纠方向以n0的转速旋转，那末它的磁力线也就以顺时针方 向切割转子导条，在转子导条中就产生感应电势。根据右手定 则，N极下导条的感应电势方向垂直地从纸面出来。而S极下导 条的感应电势方向垂直地进入纸面。由于鼠笼转子的导条都是 通过短路环连接起来的，因此在感应电势的作用下，在转子导 条中就会有电流流过，电流有功分量的方向和感应电势方向相 同。再根据通电导体在磁场中受力原理，转子载流导条又要与 磁场相互作用产生电磁力，这个电磁力F作用在转子上，并对转 轴形成电磁转矩。根据左手定则，转矩方向与磁铁转动的方向 是一致的，也是顺时针方向。因此，鼠笼转子便在电磁转矩作 用下顺着磁铁旋转的方向转动起来。