關(guān)于高精度負(fù)載驅(qū)動(dòng)--筆記兼討論

機(jī)械神話

本帖只是一個(gè)交流,、學(xué)習(xí),、討論的帖子,。以下的內(nèi)容有摘錄的,，也有我自己的學(xué)習(xí)感悟或?qū)嶋H感悟,，對(duì)這些內(nèi)容感興趣的社友可以一同討論,，彼此學(xué)習(xí),。

一個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本功能是按一定的控制方式和所要求的精度移動(dòng)負(fù)載。系統(tǒng)的性能取決與驅(qū)動(dòng)元部件本身,、控制品質(zhì),、精度和驅(qū)動(dòng)等方面。
( o+ I6 ]: L  ]; E8 g* K1 W! H方案的確定需要解決兩個(gè)問題：1.需求的表達(dá)（比如,，在加速過程中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定）和評(píng)估,、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（齒形帶或齒輪箱）及相關(guān)參數(shù)（例如，螺紋導(dǎo)程）的定義,。2.控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置：位置控制還是速度控制,？編碼器的最佳脈沖數(shù)是多少？定位精度,、公差和機(jī)械間隙之間如何相互影響,？

[ 本帖最后由 機(jī)械神話 于 2008-11-25 20:21 編輯 ]

機(jī)械神話

負(fù)載是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中至關(guān)重要的,，摩擦力、重力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的加速度導(dǎo)致了轉(zhuǎn)矩,，它們對(duì)時(shí)間的平均值,，即有效轉(zhuǎn)矩，規(guī)定了可以使用驅(qū)動(dòng)部件的最小尺寸和功率范圍,。但在選用電機(jī)時(shí),，是用最大轉(zhuǎn)矩最為主要參考，還是有效轉(zhuǎn)矩作為主要參考呢,？仁者見仁,，智者見智了，我覺得算最大轉(zhuǎn)矩方便,，有效轉(zhuǎn)矩實(shí)在不好計(jì)算,。

機(jī)械神話

看到那里是那里，想到那里是那里,。
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; e) {( S. v, C# j# A8 B) q6 }驅(qū)動(dòng)過程中的時(shí)間因素,。

3 V+ f1 P- i% o: }& F/ r. R機(jī)械時(shí)間常數(shù)：恒定電壓下，直流電機(jī)的升速是一個(gè)指數(shù)上升曲線,，可以用它的機(jī)械時(shí)間常數(shù)來描述,。這個(gè)常數(shù)通常是在空載、額定電壓情況下計(jì)算出的（我從另一個(gè)手冊(cè)上看到機(jī)械時(shí)間常數(shù)是這樣定義：在額定電壓下,，空載速度達(dá)到三分之二額定的時(shí)間稱之為機(jī)械時(shí)間常數(shù)）,，一般的電機(jī)機(jī)械時(shí)間常數(shù)為幾十毫秒，好的也有幾毫秒的,。

) \" f+ ^4 Q& }, A$ R$ o! {8 N數(shù)字位置和速度控制電路典型的時(shí)鐘頻率為1kHz,。
5 }- q/ j5 m/ l3 B# u. t! J
為實(shí)現(xiàn)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，位置或速度修正所需要的轉(zhuǎn)矩越快達(dá)到越好,，一般電流控制器的時(shí)鐘頻率要比位置和速度控制器時(shí)鐘快10倍,，典型的時(shí)鐘頻率為10kHz。
3 a$ O5 _# X, O0 j6 X0 b! J. T" G
7 C) J& T4 P5 s% l% Y& P串行RS232就比較慢了,，如果與主機(jī)系統(tǒng)通訊,，信息將不能得到實(shí)時(shí)的傳輸，這就意味這命令需要幾個(gè)毫秒才能被接收到,，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合,，幾個(gè)軸是相互獨(dú)立的，這種通訊方式是足夠了,，但是不能用于同步控制。

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負(fù)載運(yùn)動(dòng)的定義：需要確定力（扭矩）及速度（轉(zhuǎn)速）有多大？作用時(shí)間要多長(zhǎng),？所需要的控制精度是多少,？

8 |1 n& I# a$ D: v直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)廣義上是一樣的。直線運(yùn)動(dòng)以推力F及速度v來表達(dá),；而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則是通過扭矩M和轉(zhuǎn)速n來描述,。從廣義上講，F(xiàn)的作用距離為無窮大,，速度v的旋轉(zhuǎn)半徑為無窮大,。
4 B, G0 I/ v7 u. h) R( T
0 [& L; Q+ j& m0 h! Q2 C) D通常，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)都可以描繪成一個(gè)有序的過程：加速,，恒速,、減速（有些情況下是沒有恒速的或者恒速時(shí)間很短）。加速和減速過程不是一個(gè)簡(jiǎn)單的反過程,，認(rèn)為減速階段怎么樣,，減速階段就是反過來，因?yàn)樵诩铀贂r(shí),，摩擦力是阻礙加速,，而減速時(shí)摩擦力協(xié)助減速。不管是滾動(dòng)摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,，只有存在運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)才有意義,。不能忽略的是，摩擦力會(huì)隨著速度的變化而變化,。
9 o1 z0 U3 V: f- C如果沒條件做試驗(yàn),，可以參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版，常用資料和數(shù)據(jù)中的”滑動(dòng)摩擦因素與速度變化的關(guān)系”,。

機(jī)械神話

載荷決定加速度,，載荷決定功率。

' z( D% i' y+ y' n; m! z5 h. j2 k離開載荷來談電機(jī)的加速度是沒有意義的,，拿著一個(gè)電機(jī)來談它的速度是怎么樣,，扭矩是怎么樣，也是毫無意義的,，因?yàn)樗�只是空載情況下的狀況,。由于實(shí)際存在多種不確定因素，負(fù)載需要的最大力會(huì)大于理論計(jì)算值,，所以設(shè)計(jì)前期就要考慮系統(tǒng)可能存在峰值載荷,，以及傳動(dòng)鏈本身的損耗。

麗格威

機(jī)械大俠：看了你的描述感覺到,，沒抓住重點(diǎn),，缺乏邏輯性,，條理不清。
. Q  a8 z  D' R! d/ S. y& n4 E
你所描述的都是伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,，然而這個(gè)過程并不是你描述的這樣,。任何設(shè)計(jì)都有其基本的設(shè)計(jì)流程，伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也不例外,。搞設(shè)計(jì)是抓主要,、放次要，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)相結(jié)合的,。
3 Y2 e. F( L: v9 d" k7 d
' ~0 \* D/ U$ }+ m如果完全按照書本的設(shè)計(jì),，那可就慘了！�,�,！

可能我的話重了點(diǎn)，請(qǐng)多多包涵�,。,。�

[ 本帖最后由 麗格威 于 2008-12-1 14:04 編輯 ]

機(jī)械神話

話無輕重之分,，麗格威朋友多慮了,，直言無妨。

我的標(biāo)題就是筆記兼討論,，所有內(nèi)容不講究系統(tǒng),，不講究邏輯，所以自然“沒有重點(diǎn)和條理不清”了,。正如我3樓寫的“看到那里是那里,，想到那里是那里”。我寫這些的目的是希望有一天,，自己能系統(tǒng)而不空洞把伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程寫出來,，可能只是個(gè)夢(mèng)想，呵呵,。

本帖主要是自己結(jié)合實(shí)際進(jìn)行學(xué)習(xí),，我沒有按照書本來設(shè)計(jì)（還有，就算按照書本來設(shè)計(jì),，恐怕也未必是“慘”吧,，我照著《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》設(shè)計(jì)了那么多東西，似乎也還能湊合著用,，呵呵）,，另外一個(gè)目的就是引起大家的討論，這個(gè)帖子那么多天了,，只有麗格威朋友回復(fù),，十分感激,，也希望您能對(duì)我寫的或抄的進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、指教和批評(píng),。

“任何設(shè)計(jì)都有其基本的設(shè)計(jì)流程,，伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也不例外。搞設(shè)計(jì)是抓主要,、放次要，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)相結(jié)合的,�,！丙惛裢�朋友能就這個(gè)問題，在此貼或另辟新帖具體談?wù)劼�,？期待您的回�?fù),。再重復(fù)一遍，在技術(shù)上講話我喜歡直來直去,，所以大家也別客氣了,。

麗格威

機(jī)械朋友：不好意思。我之所以說“看了你的描述感覺到,，沒抓住重點(diǎn),，缺乏邏輯性，條理不清,�,！笔且�?yàn)槲铱戳撕芫茫瑳]理出思緒,，知道你再說什么,？
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你的短信，我看到了,。關(guān)于“世界名機(jī),，一網(wǎng)打盡”是否還有效？說真的,，當(dāng)時(shí)是想做,，但是沒有幾個(gè)人想看，我都有點(diǎn)心恢意冷了,。我不想干巴巴的,，冷冰冰的，發(fā)個(gè)圖片什么的交差了事,，總想用我自己的觀點(diǎn)來點(diǎn)評(píng)一下,，從我所了解的程度來描述一下，做的有聲有色,，圖文并茂的,，可是……

唉,！我也不知道：是做？還是不做,？

機(jī)械神話

為什么不做呢,？不要想太多，你用自己的觀點(diǎn)來點(diǎn)評(píng),，本身也是對(duì)自己的一次終結(jié),，何樂而不為呢？我支持你,。

麗格威

主要是時(shí)間問題,。
/ m. }, D  P+ E& I
你如果有什么要求，就直管講嘛,，我盡力而為,。只是你的門檻別設(shè)那么高，俺進(jìn)不去�,。,。。,�,！