| 在開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中，由于沒有位置檢測及反饋裝置，為了保證工作精度的要求，必須使其機(jī)械系統(tǒng)在任何時(shí)刻、任何情況下都能嚴(yán)格跟隨步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。 但實(shí)際上，在機(jī)械系統(tǒng)的輸入與輸出之間總會(huì)有誤差存在，其中除了零部件的制造及安裝所引起的誤差外，還有由于機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力參數(shù)(如剛度、慣量、摩擦、間隙等)所引起的誤差。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須將這些誤差控制在允許范圍內(nèi)。 一、死區(qū)誤差 所謂死區(qū)誤差（又叫失動(dòng)量），是指啟動(dòng)或反向時(shí)，系統(tǒng)的輸入運(yùn)動(dòng)與輸出運(yùn)動(dòng)之間的差值。 產(chǎn)生死區(qū)誤差的主要原因： a.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的間隙 b.導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副間的摩擦力 c.電氣系統(tǒng)和執(zhí)行元件的啟動(dòng)死區(qū)(又稱不靈敏區(qū))。 由傳動(dòng)間隙所引起的工作臺(tái)等效死區(qū)誤差δc(mm)可按下式計(jì)算 式中，p是絲杠導(dǎo)程(mm)；δi是第i個(gè)傳動(dòng)副的間隙量(rad)；ii是第i個(gè)傳動(dòng)副至絲杠的傳動(dòng)比。 由摩擦力引起的死區(qū)誤差實(shí)質(zhì)上是在驅(qū)動(dòng)力的作用下，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為克服靜摩擦力而產(chǎn)生的彈性變形，包括拉壓彈性變形和扭轉(zhuǎn)彈性變形。 由于扭轉(zhuǎn)彈性變形<<拉壓彈性變形，常被忽略，于是由拉壓彈性變形所引起的摩擦死區(qū)誤差δμ(mm)為： 式中： Fμ—導(dǎo)軌靜摩擦力(N)； K0—絲杠螺母機(jī)構(gòu)的綜合拉壓剛度(N/m)。 由電氣系統(tǒng)和執(zhí)行元件的啟動(dòng)死區(qū)所引起的工作臺(tái)死區(qū)誤差與上述兩項(xiàng)相比很小，常被忽略。 如果已采取消除間隙措施，則系統(tǒng)死區(qū)誤差主要取決于摩擦死區(qū)誤差。假設(shè)靜摩擦力主要由工作臺(tái)重力引起，則工作臺(tái)反向時(shí)的最大反向死區(qū)誤差Δ(mm)可按下式求得 式中， m—工作臺(tái)質(zhì)量(kg)； g—重力加速度，g＝9.8m/s2； μ0—導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)； ωn—絲杠—工作臺(tái)系統(tǒng)的縱振固有頻率(rad/s)。 減小系統(tǒng)死區(qū)誤差的措施： 1.消除傳動(dòng)間隙； 2.采取措施減小摩擦，提高剛度和固有頻率。 對于開環(huán)伺服系統(tǒng)為保證單脈沖進(jìn)給要求，應(yīng)將死區(qū)誤差控制在一個(gè)脈沖當(dāng)量以內(nèi)。 二、由系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 僅討論由絲杠螺母機(jī)構(gòu)綜合拉壓剛度的變化所引起的定位誤差。 當(dāng)工作臺(tái)處于不同位置時(shí)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)的綜合拉壓剛度是變化的。 空載條件下，由這一剛度變化所引起的整個(gè)行程范圍內(nèi)的最大定位誤差δKmax(mm)可用下式計(jì)算： 式中： Fμ—由工作臺(tái)重力引起的靜摩擦力(N)； K0min和K0max—分別是在工作臺(tái)行程范圍內(nèi)絲杠的最小和最大綜合拉壓剛度(N/m)。 對于開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)， δKmax(mm)一般應(yīng)控制在系統(tǒng)允許定位誤差的l/3～1/5范圍內(nèi)。 |
