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1、第卷第期仪器仪表学报取年月!∀!丁!!∀伺服机构的低速爬行’乔谊正王建混山东工学院,【提要】本文讨论具有干摩擦的典型三阶伺服机构的低速爬行问题给出恒速驱动时的解,。析解并由此得到开始滑动的必要条件以及产生爬行的临界条件曲线最后通过计算实例阐明了设计这类伺。服机构时参数的选择方法一、前确目、,,某些伺服系统如转台记录仪等由于运动部件存在滑动摩擦低速时产生跳跃式运动,。,爬行严重影响系统的动态品质为研究这类现象国内外不少学者针对不同的系统模
2、型。,做了许多工作〔〕〔〕本文对系统方程进行了无量纲化处理使系统参数由十三个合并为,。,四个为参数选择提供了方便非线性状态方程的解是应用分段线性化处理获得并通过计算。,。机数值分析得到产生爬行的临界条件曲线曲线表明适当选择系统参数可防止爬行发生二、系统模型及其状态方程系统模型,。考察沿直线运动的台面及驱动系统其结构简图为图。,,图中控制电压输入到直流电机电枢回路电机轴通过弹性联轴器将转矩传至驱动轴,入米弧,变换器将驱动轴的旋转运动变成台面的直线运动变换器的变换系数为度台面沿。。,。电机轴在转动时也受到阻力矩。导
3、轨运动时受到导轨的摩擦阻力的作用设均为常量,,可导轨面的摩擦系数具有图所示干摩擦特性列出系统的运动方程式。本文于年月收到第期伺服机构的低速爬行候续赞彭变换器图台面与驱动结构简图图干摩擦特性。】·‘“‘,一一会一一。一入一。入。式中电机轴包括转子转动惯量驱动轴总转动惯量入爪,几驱动轴转动惯量弹性联轴器承受的扭矩至二内取值,其中导轨静摩擦系数重力加速度,。导轨动摩擦系数。其余各
4、量的意义均表示在图中方程的无纲化。··〔牛“,〔弧度秒〕,在方程组中出现的各物理量的量纲分别是米秒〕·。·。,〔牛米,,,兀,。〔伏〕,入〔,〕无量纲〔米秒〕〔伏秒度弧〕米弧度〕·。·‘·〔牛,〔,刀〔欧〕,兀,,〔,介秒丫米〕秒〕〔牛米安〕米秒〕〔牛米弧度〕定义下列无量纲变量及参数。,二。二鱼田口。。‘。。一。。生,,匹礼、。。入一,。入执二二兰华掣了
5、“。材。,灼灭而丁,“八至内取值。。二一心二丁二二州】,二多二一了,。人人、,、、,卜一一’门二万二一开米用记号“仪器仪表学报第卷则方程组可化为下面无量纲化基本方程一戈,一百、立一丫一石,二为,少,取系统的一组状态变量无量纲台面速度作为系统输出而将无量纲摩擦力下丫,及单位阶跃函数视为系统输入则用向量表示的系统状态方程为
6、其中护、,、尹‘声万、一一了、产、厂匕仁八上一一⋯一口一,一一于伯下〕。相应的系统方块图如图少,图系统方块图三、状态方程的解与爬行临界条件,非线性方程的解可以采用分段线性化法将时间划分成若干段使每段中方程可以。利用线性状态方程解的理论落下,为粘合时间。粘合期二,丫,。系统的初始条件是仁。〕在输入的作用下状态变量不断增大但当下,下下,,时随时与平衡加法点的输出为零台面速度少亦保。
7、持为零于是运动方程成为二一一,簇二屯第期伺服机构的低速爬行,,对于不同的叱值式的解为下列三种情况之一即,几一吸反二又一’一一,,’了一T,蕊<(8)甲』e一r,,Ze一,2丫1++甲其中TL=)/2;印l=Za乙/〔1一4aC+一4a,扩了(1之)〕i一4a七)/2;印:=Zac/〔(z一4a乙)-aTZ=(一了l一4C〕(2)叱=工4T已一丫z/=0T丫,X0蕊<(9)一’2_一e/+T_zz2(/)1~:-a吸3)灭二反O4(e一,/
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