進給伺服系統是一個控制系統,它接受CNC系統發出的位置和速度指令,并在特定的切削條件下驅動要加工的運行部件。從自動控制的角度來看,位置指令是系統的控制輸入,與切削或使用條件有關的負載可以說是系統的干擾輸入。執行器的位置(角位移或線性位移)是系統的輸出。進給伺服系統的一般邏輯結構如圖1所示。
圖1“進給伺服系統的一般邏輯結構
系統控制模型的框圖如圖2所示。
圖2“進給伺服系統的控制模型框圖
圖2框中傳遞函數的含義是: G1(S)是控制系統的傳遞函數,代表位置控制設備,速度控制設備和集成設備的等效傳遞函數。伺服電機控制功能; G2(S))是控制對象的傳遞函數,在這種情況下是機械執行器的傳遞函數; H(S)是反饋系統的傳遞函數,在這種情況下就是傳遞。位置檢測單元的功能;
在圖2的框中,傳遞函數的含義如下: R(S)是輸入信號,這是CNC設備輸出的插補指令所累積的指令位置值XC,C(S)是輸出信號,這是機械執行器工作臺的位移XD。)偏差信號,則誤差△D。B(S)是反饋信號,在這種情況下為實際位移。 XA工作臺; N(S)噪聲信號,這里主要是負載干擾,M(S)是控制量,這里是伺服電機的相對位移。圖4-36該模型的閉環傳遞函數為:
公式中,GK(S)是上述系統的開環傳遞函數。即:
GK(S)=G1(S)G2(S)H(S)
對于圖3所示的進給伺服系統的一般邏輯結構,傳遞函數框圖如圖3所示。由于空間限制,此處的衍生過程無法縮放。有興趣的學生請參見頁面。參考教科書244卷[廖曉秋等。 《數控技術》武漢:湖北科學技術出版社,2000]。
圖3傳輸功能框圖
從圖中可以看出,X0是對兩個激發XC和FD的響應,根據疊加原理,我們可以首先單獨獲得每個激發的響應,然后重疊。
僅當
FD=0時XC激勵的傳遞函數
(1)
2)
公式的系數:a,b,c,d,e,h,d",e"是根據框圖的參數計算的。有關具體表達方式,請參見參考教科書的第245頁。廖效應等。《數控技術》武漢:湖北科學技術出版社,2000]。
當同時激發XC和FD時,系統的響應為:
(3)
(4)
顯然,這是一個復雜的五階系統,傳遞函數也將非常復雜,并且基于該函數來研究系統性能參數的特性將非常麻煩。實際上,如果僅對系統的性能參數進行定性研究,則可以在某些條件下簡化系統,并且已經證明,這種簡化不會影響所研究的性能參數的基本特征。