關于高精度負載驅動--筆記兼討論

機械神話

本帖只是一個交流、學習、討論的帖子。以下的內容有摘錄的，也有我自己的學習感悟或實際感悟，對這些內容感興趣的社友可以一同討論，彼此學習。
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一個負載驅動系統的基本功能是按一定的控制方式和所要求的精度移動負載。系統的性能取決與驅動元部件本身、控制品質、精度和驅動等方面。
. d" A9 L7 o; i方案的確定需要解決兩個問題：1.需求的表達（比如，在加速過程中轉動慣量的確定）和評估、驅動系統設計（齒形帶或齒輪箱）及相關參數（例如，螺紋導程）的定義。2.控制系統的結構配置：位置控制還是速度控制？編碼器的最佳脈沖數是多少？定位精度、公差和機械間隙之間如何相互影響？
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! g3 U# a& P; p4 ?& B- P[ 本帖最后由 機械神話 于 2008-11-25 20:21 編輯 ]

機械神話

負載是整個機械系統中至關重要的，摩擦力、重力和轉動慣量的加速度導致了轉矩，它們對時間的平均值，即有效轉矩，規定了可以使用驅動部件的最小尺寸和功率范圍。但在選用電機時，是用最大轉矩最為主要參考，還是有效轉矩作為主要參考呢？仁者見仁，智者見智了，我覺得算最大轉矩方便，有效轉矩實在不好計算。

機械神話

看到那里是那里，想到那里是那里。

驅動過程中的時間因素。
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機械時間常數：恒定電壓下，直流電機的升速是一個指數上升曲線，可以用它的機械時間常數來描述。這個常數通常是在空載、額定電壓情況下計算出的（我從另一個手冊上看到機械時間常數是這樣定義：在額定電壓下，空載速度達到三分之二額定的時間稱之為機械時間常數），一般的電機機械時間常數為幾十毫秒，好的也有幾毫秒的。
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& |: c3 _% O) }% x4 u% K數字位置和速度控制電路典型的時鐘頻率為1kHz。
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8 S( _# Y# D% D# L1 S; L! k為實現電機動態響應，位置或速度修正所需要的轉矩越快達到越好，一般電流控制器的時鐘頻率要比位置和速度控制器時鐘快10倍，典型的時鐘頻率為10kHz。
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串行RS232就比較慢了，如果與主機系統通訊，信息將不能得到實時的傳輸，這就意味這命令需要幾個毫秒才能被接收到，對于大多數應用場合，幾個軸是相互獨立的，這種通訊方式是足夠了，但是不能用于同步控制。

機械神話

負載運動的定義：需要確定力（扭矩）及速度（轉速）有多大？作用時間要多長？所需要的控制精度是多少？
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直線運動和旋轉運動廣義上是一樣的。直線運動以推力F及速度v來表達；而旋轉運動則是通過扭矩M和轉速n來描述。從廣義上講，F的作用距離為無窮大，速度v的旋轉半徑為無窮大。

通常，任何一個運動都可以描繪成一個有序的過程：加速，恒速、減速（有些情況下是沒有恒速的或者恒速時間很短）。加速和減速過程不是一個簡單的反過程，認為減速階段怎么樣，減速階段就是反過來，因為在加速時，摩擦力是阻礙加速，而減速時摩擦力協助減速。不管是滾動摩擦力還是滑動摩擦力，只有存在運動或相對運動時才有意義。不能忽略的是，摩擦力會隨著速度的變化而變化。
如果沒條件做試驗，可以參考機械設計手冊軟件版，常用資料和數據中的”滑動摩擦因素與速度變化的關系”。

機械神話

載荷決定加速度，載荷決定功率。
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離開載荷來談電機的加速度是沒有意義的，拿著一個電機來談它的速度是怎么樣，扭矩是怎么樣，也是毫無意義的，因為它只是空載情況下的狀況。由于實際存在多種不確定因素，負載需要的最大力會大于理論計算值，所以設計前期就要考慮系統可能存在峰值載荷，以及傳動鏈本身的損耗。

麗格威

機械大俠：看了你的描述感覺到，沒抓住重點，缺乏邏輯性，條理不清。

: u2 f  ~. r4 ^. Z- |你所描述的都是伺服系統的設計過程，然而這個過程并不是你描述的這樣。任何設計都有其基本的設計流程，伺服系統的設計也不例外。搞設計是抓主要、放次要，實際經驗與理論知識相結合的。
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5 F. S6 b  N6 H$ Y2 H& K如果完全按照書本的設計，那可就慘了！！！

" r4 G9 M5 w( k可能我的話重了點，請多多包涵！！！
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[ 本帖最后由 麗格威 于 2008-12-1 14:04 編輯 ]

機械神話

話無輕重之分，麗格威朋友多慮了，直言無妨。

$ W* |5 c' u/ n+ ~我的標題就是筆記兼討論，所有內容不講究系統，不講究邏輯，所以自然“沒有重點和條理不清”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，自己能系統而不空洞把伺服系統的設計過程寫出來，可能只是個夢想，呵呵。
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本帖主要是自己結合實際進行學習，我沒有按照書本來設計（還有，就算按照書本來設計，恐怕也未必是“慘”吧，我照著《機械設計手冊》設計了那么多東西，似乎也還能湊合著用，呵呵），另外一個目的就是引起大家的討論，這個帖子那么多天了，只有麗格威朋友回復，十分感激，也希望您能對我寫的或抄的進行點評、指教和批評。

) t; ?* v5 O* |" a6 Y  {& `8 L' o“任何設計都有其基本的設計流程，伺服系統的設計也不例外。搞設計是抓主要、放次要，實際經驗與理論知識相結合的。”麗格威朋友能就這個問題，在此貼或另辟新帖具體談談嘛？期待您的回復。再重復一遍，在技術上講話我喜歡直來直去，所以大家也別客氣了。

麗格威

機械朋友：不好意思。我之所以說“看了你的描述感覺到，沒抓住重點，缺乏邏輯性，條理不清。”是因為我看了很久，沒理出思緒，知道你再說什么？

: `9 D$ h& ~/ S0 w- p# x$ Y你的短信，我看到了。關于“世界名機，一網打盡”是否還有效？說真的，當時是想做，但是沒有幾個人想看，我都有點心恢意冷了。我不想干巴巴的，冷冰冰的，發個圖片什么的交差了事，總想用我自己的觀點來點評一下，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……
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9 a( Z0 n3 Q' K7 x1 }' `唉！我也不知道：是做？還是不做？

機械神話

為什么不做呢？不要想太多，你用自己的觀點來點評，本身也是對自己的一次終結，何樂而不為呢？我支持你。

麗格威

主要是時間問題。

. c/ Y3 G' A0 `; v你如果有什么要求，就直管講嘛，我盡力而為。只是你的門檻別設那么高，俺進不去啊！！！！