伺服驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械剛度和伺服剛度的作用
在考慮剛度時(shí)，通常會(huì)考慮機(jī)械剛度，部件或系統(tǒng)抵抗偏轉(zhuǎn)的能力。但是，在伺服驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，剛度還可以表示系統(tǒng)的調(diào)整方法，即伺服控制器的增益設(shè)置方法和電動(dòng)機(jī)對(duì)外部干擾的響應(yīng)方法。
機(jī)械剛度
機(jī)械剛度系統(tǒng)在負(fù)載時(shí)可以抵抗變形。也就是說(shuō)，在不改變形狀或位置的情況下，可以承受很大的力或彎矩。(機(jī)械剛度的反義詞是柔軟。)零件的機(jī)械剛度取決于由物體大小和形狀決定的彈性系數(shù)和平面慣性矩。
結(jié)構(gòu)的機(jī)械剛度取決于大小、形狀和材料。
在自動(dòng)或裝配設(shè)備——等運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)機(jī)器剛度最重要的影響來(lái)自齒輪箱、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(皮帶和滑輪、螺絲等)、耦合等電動(dòng)機(jī)和載荷之間的連接點(diǎn)。這是直接驅(qū)動(dòng)(直線電動(dòng)機(jī)和力矩電動(dòng)機(jī))表示高剛度的原因之一，3354的載荷直接與電動(dòng)機(jī)結(jié)合，消除中間動(dòng)力傳輸部件。
理論上，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)不能機(jī)械地太僵化。具有低順應(yīng)性和高剛度的系統(tǒng)比低剛度系統(tǒng)更有效地傳遞動(dòng)力和提高響應(yīng)能力。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)器剛度必須與阻尼元件平衡，以防止沖擊載荷和振動(dòng)在整個(gè)系統(tǒng)中傳遞。
伺服剛度
在伺服系統(tǒng)調(diào)整中，剛度——通常被稱為“伺服剛度”或“控制剛度”3354，表示系統(tǒng)拒絕或克服外部干擾的能力。這種碰撞可能發(fā)生在靜態(tài)(軸保持位置或速度)或動(dòng)態(tài)(軸跟隨位置或速度軌跡)狀態(tài)下。
伺服剛度由控制電路的增益決定。在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，定位環(huán)的比例增益對(duì)伺服剛度的影響最大。比例增益值與修改后的誤差成正比，并確定電動(dòng)機(jī)為抗干擾產(chǎn)生的恢復(fù)力大小。
比例增益設(shè)置過(guò)低的軸無(wú)法克服干擾(在系統(tǒng)中也稱為“軟”)，但比例增益太高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)度碰撞，并傾向于圍繞對(duì)象振動(dòng)，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定。
如果包括速度控制環(huán)，速度環(huán)的積分增益(Ki)也會(huì)影響伺服剛度。
伺服剛度主要由定位環(huán)的比例增益(Kp)決定。但是，如果控制包括速度環(huán)，則速度環(huán)的集成增益(Ki)也會(huì)影響剛度。
機(jī)械剛度和伺服剛度之間的關(guān)系是共振。機(jī)械剛度系統(tǒng)的諧振頻率通常高于伺服系統(tǒng)工作的頻率(帶寬)。因此，剛性高的機(jī)械系統(tǒng)可以利用剛性伺服調(diào)諧(高增益)——的響應(yīng)、低振動(dòng)和快速設(shè)置時(shí)間。
相反，柔軟的機(jī)械系統(tǒng)(剛度較低的系統(tǒng))在較低的共振頻率下工作。機(jī)械兼容系統(tǒng)在高伺服增益(高帶寬)下工作時(shí)，伺服帶寬接近或重疊機(jī)械諧振頻率，系統(tǒng)可能變得不穩(wěn)定。
