伺服驅動運動系統機械剛度和伺服剛度的作用
在考慮剛度時,通常會考慮機械剛度,部件或系統抵抗偏轉的能力。但是,在伺服驅動運動系統中,剛度還可以表示系統的調整方法,即伺服控制器的增益設置方法和電動機對外部干擾的響應方法。
機械剛度
機械剛度系統在負載時可以抵抗變形。也就是說,在不改變形狀或位置的情況下,可以承受很大的力或彎矩。(機械剛度的反義詞是柔軟。)零件的機械剛度取決于由物體大小和形狀決定的彈性系數和平面慣性矩。

結構的機械剛度取決于大小、形狀和材料。
在自動或裝配設備——等運動系統中,對機器剛度最重要的影響來自齒輪箱、驅動機構(皮帶和滑輪、螺絲等)、耦合等電動機和載荷之間的連接點。這是直接驅動(直線電動機和力矩電動機)表示高剛度的原因之一,3354的載荷直接與電動機結合,消除中間動力傳輸部件。
理論上,運動系統不能機械地太僵化。具有低順應性和高剛度的系統比低剛度系統更有效地傳遞動力和提高響應能力。但是,在實際應用中,機器剛度必須與阻尼元件平衡,以防止沖擊載荷和振動在整個系統中傳遞。
伺服剛度
在伺服系統調整中,剛度——通常被稱為“伺服剛度”或“控制剛度”3354,表示系統拒絕或克服外部干擾的能力。這種碰撞可能發生在靜態(軸保持位置或速度)或動態(軸跟隨位置或速度軌跡)狀態下。
伺服剛度由控制電路的增益決定。在運動控制系統中,定位環的比例增益對伺服剛度的影響最大。比例增益值與修改后的誤差成正比,并確定電動機為抗干擾產生的恢復力大小。
比例增益設置過低的軸無法克服干擾(在系統中也稱為“軟”),但比例增益太高會導致系統過度碰撞,并傾向于圍繞對象振動,從而導致不穩定。

如果包括速度控制環,速度環的積分增益(Ki)也會影響伺服剛度。
伺服剛度主要由定位環的比例增益(Kp)決定。但是,如果控制包括速度環,則速度環的集成增益(Ki)也會影響剛度。
機械剛度和伺服剛度之間的關系是共振。機械剛度系統的諧振頻率通常高于伺服系統工作的頻率(帶寬)。因此,剛性高的機械系統可以利用剛性伺服調諧(高增益)——的響應、低振動和快速設置時間。
相反,柔軟的機械系統(剛度較低的系統)在較低的共振頻率下工作。機械兼容系統在高伺服增益(高帶寬)下工作時,伺服帶寬接近或重疊機械諧振頻率,系統可能變得不穩定。


