伺服控制系统的主要指标与技术要求

伺服控制系统的主要指标

衡量伺服控制系统性能的主要指标系统精度、稳定性、响应特性、工作频率四大方面，特别在频带宽度和精度方面。

频带宽度简称带宽，由系统频率响应特性来规定，反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大，快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大，带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫，大型设备伺服系统的带宽则在1～2赫以下。自20世纪70年代以来，由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，使带宽达到50赫，并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此，在伺服系统中必须采用高精度的测量元件，如精密电位器、自整角机和旋转变压器等。此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，例如将测量元件（如自整角机）的测量轴通过减速器与转轴相连，使转轴的转角得到放大，来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。

交流伺服系统性能指标

位置伺服系统的主要控制目标是输出值迅速跟踪指令值的变化。应用场合不同，对伺服系统的具体要求也会有所差异，但是大体要求是基本一致的，具体来说，在机电一体化产品中，对伺服系统的性能指标要求主要包括

（1）定位精度

系统最终定位点与指令目标值之间的静态误差即为定位精度，定位精度是评价位置伺服系统定位准确度的一个关键指标。对自带码盘、性能优异的交流伺服系统而言，应当满足±1个脉冲的定位精度要求。

（2）调速范围

即电机最高转速与最低转速之比，用D表示。

（3）调速静态特性 

对绝大多数负载来说，机械特性越硬，负载变化时速度瞬态变化越小，工作越稳定，所以希望机械特性越硬越好。

（4）调速动态特性

动态特性，即速度变化的暂态特性，主要包括两个方面：一为升速和降速过程是否快捷、灵敏且无超调。这就要求电机转子惯量小，转矩/惯量比大，单位体积有较大的电机转矩输出。二是当负载突增突减时，系统的转速能否自动调节而迅速恢复。

伺服控制系统的技术要求

1.系统精度

伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度，以误差的形式表现，可概括为动态误差，稳态误差和静态误差三个方面组成。

2.稳定性

伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后，系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后，系统达到新的稳定运行状态的能力。

3.响应特性

响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。响应速度与许多因素有关，如计算机的运行速度，运动系统的阻尼和质量等。

4.工作频率

工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围。当工作频率信号输入时，系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号输入时，系统不能正常工作。