机电一体化设计
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机电一体化系统的设计方法
机电一体化系统的设计方法包括以下几个方面:
1. 概念设计:在机电一体化系统的设计初期,需要进行概念
设计,明确系统的功能、性能和结构等需求。
这个阶段需要进行需求分析、方案比较和选优等工作,确定系统的整体框架和设计指标。
2. 结构设计:在概念设计确定后,需要进行具体的结构设计,包括机械结构和电气结构的设计。
机械结构设计要考虑系统的运动学和动力学要求,选择合适的传动方式、机构和零部件等。
电气结构设计要考虑系统的电力和信号传输等需求,选择合适的电源、驱动器和控制器等。
3. 控制设计:机电一体化系统的控制设计是整个系统的关键,需要针对系统的工作原理和特点进行控制算法的设计。
根据系统的动态响应和稳态性能要求,选择合适的控制方法和参数调节方式,设计控制系统的结构和参数。
4. 效能设计:机电一体化系统的效能设计包括能量利用和噪
声控制等。
要在设计过程中考虑到能量的损失和转化效率,提高系统的能效。
同时,要对系统的噪声产生和传播进行分析和控制,减少系统产生的噪声。
5. 可靠性设计:机电一体化系统的可靠性设计是确保系统正
常工作和长期稳定运行的关键。
要进行可靠性分析和评估,识别可能的故障模式和失效原因,并采取相应的设计措施,提高
系统的可靠性和可维护性。
综上所述,机电一体化系统的设计方法涉及概念设计、结构设计、控制设计、效能设计和可靠性设计等方面,需要综合考虑系统的功能需求、结构特点、控制要求和效能指标,以实现系统的整体一体化和优化设计。
简单阐述一下机电一体化的设计流程。
机电一体化(Mechatronics,也叫机电集成)是一种融合机械、电子、控制、通信技术的系统工程方法,旨在通过融合各种技术实现更高的设计性能。
机电一体化是工业自动控制系统的基本设计思想,它有利于降低设计复杂度,提高产品性能和可靠性,使得设计人员可以更有效地实现目标。
机电一体化设计流程是机电设计过程中的一个重要环节,它包括需求分析、系统分析、技术分析、技术选择、设计调试和系统验证等步骤。
下面,简要介绍一下机电一体化的设计流程:一.需求分析需求分析是机电一体化设计中最重要的一步,它涉及几个方面,如需求文档、设计参数、设备选型、控制原理等。
需求分析的目标是成功构建一个满足客户需求的机电设计方案。
二.系统分析系统分析是机电系统设计的关键步骤,它旨在分析机电系统的机械、电子、控制和通信技术的关联及其关联性,从而确定机电系统的功能、参数和特性。
三.技术分析技术分析是机电系统设计过程中必不可少的一步,它涉及对机械、电子、控制和通信技术的分析,以便确定机电系统的性能、可靠性及经济性要求。
四.技术选择技术选择是机电设计的关键环节,它涉及对机械、电子、控制和通信技术的抉择,以确定最优的机电系统设计方案。
在此过程中,应该考虑到机电系统的性能、可靠性及经济性等要素。
五.设计调试设计调试是机电系统设计过程中的一个重要环节,它旨在通过数据调试和硬件调试等,为机电系统设计数据和硬件参数提供基础。
六.系统验证系统验证是确保机电系统性能可靠的关键环节。
它涉及对机电系统性能、可靠性及经济性进行验证,以保证机电系统设计是否正确、达到客户要求。
以上是机电一体化的设计流程,其中不仅包括需求分析、系统分析、技术分析、技术选择等重要步骤,还包括设计调试和系统验证等关键环节。
只有按照上述流程,才能确保机电系统能够满足客户的要求,实现机电一体化的设计目标。
机电一体化系统设计机电一体化系统设计是一种将机械结构、电气控制、传感器及计算机信息技术整合在一起,以实现自动化和智能化生产的工程设计。
机电一体化系统设计与传统的机械设计、电气设计有所不同,它要求设计人员具备广泛的专业知识,从机械、电气、传感器、控制、计算机等多个方面考虑,才能实现系统的各项性能指标。
机电一体化系统的设计过程通常包括系统需求分析、系统结构设计、电气控制设计、机械设计及系统软件编程等几个方面。
其中,系统需求分析是整个系统设计的关键,需要通过对用户需求、功能要求和性能指标等进行分析,来确定系统的技术方案和设计目标。
系统结构设计是机电一体化系统设计的第二个重要环节。
在系统结构设计阶段,设计人员需要考虑机械、电气、传感器、控制及计算机等相关因素,以确定最佳的系统结构和指标要求。
为了达到这个目标,设计人员通常需要运用多学科知识和专业技能,才能找到最佳的解决方案。
电气控制设计是机电一体化系统设计的关键部分,能够直接影响系统的性能指标和工作效率。
设计人员需要考虑不同的电气控制器和传感器,以实现针对不同工作条件和环境的多功能控制。
在进行电气控制设计时,设计人员需要先制定控制策略,然后选择适合的电气控制器和传感器设备,并设计相应的电路和软件程序,来实现系统的自动化、智能化和高效化。
机械设计是机电一体化系统设计的另一个重要环节。
在进行机械设计时,设计人员需要考虑机械结构的稳定性、刚度、精度、寿命等因素,并与电气控制和计算机等相关组成部分进行整合,以满足系统的各项性能指标。
设计人员还需要运用CAD软件等工具,完成机械结构的三维建模和分析等工作。
系统软件编程是机电一体化系统设计的最后一个环节。
在进行系统软件编程时,设计人员需要运用不同的编程语言,如C、C++、Java等,来实现系统的各种功能要求。
为了达到系统的高可靠性和高效率,设计人员还要进行功能测试和调试等相关工作,确保系统在生产环境下能够正常运行。
总之,机电一体化系统设计是一项复杂且综合性能强的工程设计,需要设计人员具备广泛的专业知识和多学科技能,以实现高效、精确、智能化的生产过程和产品。
机电一体化系统设计一、引言机电一体化系统是指将机械和电气控制系统相结合,实现自动化控制和监测,以提高生产效率和产品质量。
在现代制造业中,机电一体化系统已经成为不可或缺的重要部分。
本文将探讨机电一体化系统设计的重要性、原则和实施步骤。
二、机电一体化系统设计的重要性1.提高生产效率机电一体化系统可以实现自动化生产,减少人为操作,提高生产效率。
通过优化机械和电气系统的配合,可以实现更高的生产速度和稳定性。
2.优化产品质量机电一体化系统可以实现精准控制和监测生产过程,减少因人为因素引起的错误,提高产品质量和一致性。
3.节约能源资源机电一体化系统可以实现能源的合理利用和分配,优化能源消耗结构,降低生产成本。
4.提升生产安全性机电一体化系统可以实现安全监测和自动报警,减少生产过程中的安全隐患,提高生产操作的安全性。
5.降低维护成本机电一体化系统可以实现在线监测和故障诊断,及时发现和排除问题,减少维护和维修成本。
三、机电一体化系统设计的原则1.整体性原则机电一体化系统设计要以整体性为原则,全面考虑机械和电气系统之间的协调和配合,确保系统各部分之间的一致性和稳定性。
2.可靠性原则机电一体化系统设计要考虑到系统的可靠性,选择高品质的机械和电气元器件,确保系统长期稳定运行。
3.灵活性原则机电一体化系统设计要具有一定的灵活性,能够根据生产需求进行调整和改进,适应市场的变化。
4.通用性原则机电一体化系统设计要具有一定的通用性,可以适用于不同的生产场景和环境,提高系统的适用性和可扩展性。
5.安全性原则机电一体化系统设计要考虑到系统的安全性,确保生产过程中的操作安全和人员安全,防止事故的发生。
四、机电一体化系统设计的实施步骤1.需求分析首先进行生产需求分析,明确机电一体化系统的功能和性能要求,确定系统的基本架构和设计方案。
2.系统设计根据需求分析的结果,进行系统设计,包括机械结构设计、电气控制系统设计、传感器和执行器的选择等。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程,通过本次课程设计,旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用,培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说,课程设计的目的包括以下几个方面:1、加深对机电一体化系统概念的理解,掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力,包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力,为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统,具体要求如下:1、确定系统的功能和性能指标,包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计,包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计,绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件,并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序,实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化,确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究,确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动,抓取和搬运一定重量的物料,并放置到指定位置。
2、总体方案设计(1)机械结构采用轮式移动平台,通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构,由三个自由度组成,分别实现手臂的伸缩、升降和旋转,通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪,通过气缸控制夹爪的开合。
(2)驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机,通过减速器与轮子连接,以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机,舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源,通过电磁阀控制气缸的动作。
机电的一体化系统设计机电一体化系统设计是指将机械、电子、电气、自动化等技术相结合的一种综合性设计。
它通过将机械结构、电气设备、传感器、执行器和控制系统等有机地结合在一起来实现系统的功能。
一体化设计能够提高系统的整体性能和运行效率。
因为机械、电子和自动化等不同专业领域的知识被集成在一起,可以更好地协同工作,提升系统的综合效益。
在机电一体化系统设计中,首先需要进行系统分析和需求分析,明确系统的功能和性能要求。
然后进行系统设计,包括机械结构设计、电气设计、自动化控制设计等方面。
机械结构设计是机电一体化系统设计的重要组成部分。
在设计机械结构时,需要考虑系统的稳定性、刚度和强度等因素。
同时还需要考虑材料的选择和加工工艺的优化,以提高系统的可靠性和寿命。
电气设计是机电一体化系统设计的另一个重要方面。
在电气设计时,需要选择适当的电气设备和元件,并设计电路图和布线图。
同时还需要进行电气参数计算和控制系统设计,以实现对整个系统的控制和监测。
此外,还需要考虑系统的电磁兼容性和安全性等因素。
自动化控制设计是机电一体化系统设计中的关键一环。
通过使用传感器和执行器,可以实现对系统的自动化控制。
在自动化控制设计中,需要选择合适的传感器和执行器,并进行控制算法的设计和优化。
同时还需要进行系统的建模和仿真,以验证设计的正确性和可行性。
在机电一体化系统设计中,还需要考虑系统的可拓展性和模块化设计。
通过模块化设计,可以将整个系统划分为若干个独立的子系统,每个子系统都具有独立的功能和自主控制。
这样可以提高系统的灵活性和可维护性,同时也方便对系统进行拓展和更新。
此外,在机电一体化系统设计中还需要考虑系统的能效和环保性。
通过优化设计和选择节能设备和材料,可以提高系统的能源利用效率和减少对环境的影响。
综上所述,机电一体化系统设计是一项复杂而综合的工作。
它需要综合运用机械、电子、自动化等多个学科的知识,进行系统的分析、设计和优化。
只有通过科学的设计和综合考虑各个方面的因素,才能确保机电一体化系统具有良好的性能和可靠性。
⏹机电一体化设计绪论⏹ 1.1 基本概念⏹机电一体化技术:从系统的观点出发,将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合,以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
⏹机电一体化不是机械与电子简单的叠加,而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术⏹机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。
⏹典型的机电一体化产品(系统)有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。
⏹⏹ 1.3 机电一体化系统的构成⏹ 1.3 机电一体化系统的构成⏹ 1.4 共性关键技术⏹ 1 检测传感技术⏹ 2 信息处理技术⏹ 3 自动控制技术⏹ 4 伺服驱动技术⏹ 5 机械技术⏹ 6 系统总体技术⏹6、系统总体技术⏹系统总体技术是一种从整体目标出发,用系统工程的观点和方法,将系统各个功能模块有机的结合起来,以实现整体最优。
其重要内容为接口技术。
接口包括电气接口、机械接口、人机接口⏹ 1.5 机电一体化系统设计⏹一、市场调研⏹二、总体方案设计⏹三、详细设计⏹四、样机试制与试验⏹五、小批量生产⏹六、大批量生产⏹一、市场调研⏹市场调研包括市场调查和市场预测。
所谓市场调查就是运用科学的方法,系统地、全面地收集所设计产品市场需求和经销方面的情况和资料,分析研究产品在供需双方之间进行转移的状况和趋势,而市场预测就是在市场调查的基础上,运用科学方法和手段,根据历史资料和现状,通过定性的经验分析或定量的科学计算,对市场未来的不确定因素和条件做出预计、测算和判断,为产品的方案设计提供依据。
⏹二、总体方案设计⏹1.产品方案构思⏹产品方案构思完成后,以方案图的形式将设计方案表达出来。
方案图应尽可能简洁明了,反映机电一体化系统各组成部分的相互关系,同时应便于后面的修改。
⏹2.方案的评价对多种构思和多种方案进行筛选,选择较好的可行方案进行分析组合和评价,从中再选几个方案按照机电一体化系统设计评价原则和评价方法进行深入的综合分析评价,最后确定实施方案。
⏹三、详细设计⏹详细设计是根据综合评价后确定的系统方案,从技术上将其细节逐层全部展开,直至完成产品样机试制所需全部技术图纸及文件的过程。
⏹四、样机试制与试验⏹完成产品的详细设计后,即可进入样机试制与试验阶段。
根据制造的成本和性能试验的要求,一般制造几台样机供试验使用。
样机的试验分为实验室试验和实际工况试验,通过试验考核样机的各种性能指标是否满足设计要求,考核样机的可靠性。
如果样机的性能指标和可靠性不满足设计要求,则要修改设计,重新制造样机,重新试验。
如果样机的性能指标和可靠性满足设计要求,则进入产品的小批量生产阶段。
⏹五、小批量生产⏹产品的小批量生产阶段实际上是产品的试生产试销售阶段。
这一阶段的主要任务是跟踪调查产品在市场上的情况,收集用户意见,发现产品在设计和制造方面存在的问题,并反馈给设计、制造和质量控制部门。
⏹六、大批量生产⏹经过小批量试生产和试销售的考核,排除产品设计和制造中存在的各种问题后,即可投入大批量生产。
⏹ 1.6 机电一体化对机械工业的影响⏹ 1 提高性能、扩展功能今日的数控机床充分发挥计算机的威力,运用时间序列分析和精度创成等理论建立数学模型。
已有可能实时预报包括随机误差在内的机床误差,然后自动校正,从而达到前所未有的精度。
采用对阻尼进行预报,一旦接近临界值时就自动调整切削用量,这又可能出现永不颤振的机床,保证很高的生产率和良好的加工表面。
⏹ 3 提高可靠性⏹在提高电子元件质量、可靠性的前提下,机电一体化产品可以提高耐久性,减少故障率。
另一方面由于赋予其自动监视诊断功能,并采取安全联锁控制,过负荷和失控保护、停电对策,提高了设备的安全可靠性。
⏹ 4 节约能源⏹例如目前我国各类电风扇年产量在200万台左右,如每台电扇的调速器和定时器(现常用电磁机械式)用电子调速器和定时器代替,估计每台风扇可节电5W以上,全年以用扇100天,每天开扇6h计,则每年可节约用电量600万kW·h,还可节省大批铜材和钢材。
⏹再如传统的电焊机以电磁原理和手工操作为基础,即使是一般的自动电焊机,其动作过程也仅为简单的机械动作和相应的控制。
这类电焊机耗能多、效率低、质量不易保证。
采用微型机技术后,发展新颖的电子控制电源以取代传统的焊接电源,实现焊接电源的节能、高效、小型化、多样化。
⏹ 5 操作改善⏹如传统车削到数控车削的转变⏹ 1.7 机电一体化的发展趋势⏹ 1 智能化⏹智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。
人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
2 模块化⏹由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。
这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。
由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。
显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3网络化⏹20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。
机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。
由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
⏹ 4 微型化⏹微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。
国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。
微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
⏹ 5 系统化⏹系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步⏹采用开放式和模式化的总线结构。
系统可以灵活组⏹态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统⏹协调控制和综合管理。
表现之二是通信功能的大大⏹加强,一般除RS232外,还有RS485等等⏹第2章机械系统设计⏹机械系统是机电一体化系统的最基本要素,它包括执行机构、传动机构和支撑机构等,用于完成指定的动作、传递功率、运动或者信息⏹ 2.1 机械系统数学模型的建立⏹在机械系统设计时,除了考虑一般机械设计要求外,还必须考虑机械结构因素和整个伺服系统的性能参数、电气参数匹配,才能获得良好的机电产品性能。
⏹性能参数设计与模型分析有直接关系⏹例子:机械移动系统数学模型建立⏹基本元件:质量m,阻尼c,弹簧k⏹建立模型的数学原型:牛顿第二定律⏹根据简化后的力学模型⏹由牛顿第二定律,可以⏹获得系统的运动方程:⏹经过Laplace变换,得到⏹传递函数:⏹系统数学模型的简化⏹模型简化的基本思路是将复杂的、分布的参数折算到某一部件(一般为中心部件)上,然后按照单一部件对系统进行建模。
⏹建模的核心问题在于各个分散参数的统计和这些物理量的折算。
⏹根据数学模型的准确程度,一般会对各个参数进行取舍,从而获得一个既能基本反映系统基本特性,又便于数学处理的模型。
⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹为确保机械系统的传动精度和工作稳定性,通常对机电一体化系统提出以下要求:⏹(1)高精度⏹精度直接影响产品的质量,尤其是机电一体化产品,其技术性能、工艺水平和功能比普通的机械产品都有很大的提高,因此机电一体化机械系统的高精度是其首要的要求。
如果机械系统的精度不能满足要求,则无论机电一体化产品其它系统工作怎样精确,也无法完成其预定的机械操作。
⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹(2)快速响应性⏹即要求机械系统从接到指令到开始执行指令指定的任务之间的时间间隔短,这样控制系统才能及时根据机械系统的运行状态信息,下达指令,使其准确地完成任务。
⏹(3)良好的稳定性⏹要求机械系统的工作性能不受外界环境的影响,抗干扰能力强。
⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹对于具体的机电一体化系统的传动设计,就要综合考虑各个设计目标的协调:⏹要考虑设计尽可能短的传动链,同时要考虑负载对传动系统的耦合作用⏹要考虑传动精度,同时要考虑稳定性、快速性⏹要考虑功率,同时要小型、重量轻、低振动、低噪声⏹数学模型相当关键⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹单纯对传动系统而言,其关注的性能包括:传动类型、传动方式、传动精度、动态特性、可靠性⏹影响传动系统性能的因素包括:⏹负载变化:包括工作负载、摩擦负载,要合理选择驱动电机与传动链,与负载相匹配⏹传动链惯性:影响启停特性、快速性、定位精度⏹传动链固有频率⏹间隙、摩擦、润滑和温升:影响传动精度和运动平稳性⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹机械传动系统的特性⏹为了满足机电一体化机械系统良好的伺服性能,不仅要求机械传动部件满足转动惯量小、摩擦小、阻尼合理、刚度大、抗振动性能好、空隙小的要求,还要求机械部分的动态特性与电机速度环节的动态特性相匹配。
⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹1、转动惯量⏹在满足系统刚度的条件下,机械部分的质量与转动惯量越小越好。
⏹转动惯量大会使⏹机械负载增大、系统相应速度变慢、灵敏度降低、固有频率下降、容易产生谐振⏹电气驱动部件的谐振频率降低、阻尼增大⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹2、摩擦⏹机电产品对传动部件的摩擦特性要求是:静摩擦尽可能小;动摩擦力应为尽可能小的正斜率。
⏹若动摩擦为负斜率,易产生爬行、降低精度、减少寿命⏹摩擦在应用上可以简化为:粘性摩擦、库仑摩擦和静摩擦三种⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹粘性摩擦:大小与相对运动速度成正比;⏹库仑摩擦:接触面对运动物体的阻力,大小为一常数;⏹静摩擦:具有相对运动趋势但仍处于静止状态时摩擦面之间存在的摩擦力,运动开始之后静摩擦力消失。
⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹摩擦力对运动状态的影响⏹机械系统的摩擦特性随着材料和表面状态的不同有很大差异。
⏹典型情况包括:⏹爬行,低速运动稳定性差,如气动系统⏹有回程误差,精度低⏹对摩擦特性的要求:⏹静摩擦要小⏹动摩擦因为小的正斜率⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹3、阻尼⏹机械部件振动的振幅取决于系统阻尼和固有频率:阻尼大,振幅小,衰减快⏹阻尼对弹性系统振动特性的主要影响:⏹静摩擦阻尼大:系统失动量(运动反向间隙)和反转误差大,定位精度低,易爬行⏹粘性阻尼摩擦大:系统稳态误差大,精度低⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹失动量:⏹数控机床上,由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在,造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差,通常也称反向间隙或失动量⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹对于质量大刚度低的机械系统,为减小振幅、加速度衰减,可增加粘性摩擦阻尼⏹实际应用中可以0.4~0.8之间的欠阻尼,可以保证振荡在一定范围内过渡过程较平稳、过渡时间较短,灵敏度较高⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹4、刚度⏹机械系统的刚度包括:⏹构件产生各种基本变形时的刚度⏹两接触面的接触刚度⏹定义:⏹静刚度:静态力和变形的比⏹动刚度:动态力(交变力和冲击力)和变形的比⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹对于伺服系统的失动量:系统刚度越大,失动量越小⏹对于伺服系统的稳定性:刚度对开环系统的稳定性没有影响;提高刚性可增加闭环系统的稳定性,但会带来转动惯量、摩擦和成本的增加⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹5、谐振频率⏹任何弹性系统,若阻尼不计,可简化为质量、弹簧系统,对于质量为m,拉压刚性系数为k的直线运动系统,其固有频率为:⏹对于转动惯量为J,扭转刚性系数为k的扭转运动系统,固有频率为:⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹当外界的激振频率接近获等于固有频率时,系统将产生谐振而不能正常工作⏹机械传动部件一般有若干个固有频率,分别称为一阶谐振频率和n阶谐振频率⏹为了减少机械传动部件转矩反馈对电机动态性能的影响,要求机械部件的谐振频率必须大于电气驱动部件的谐振频率⏹ 2.2 机械传动系统的特性⏹6、间隙⏹间隙使传动系统产生回程误差,影响伺服系统中位置环的稳定性。