機(jī)電一體化系統(tǒng)中，執(zhí)行元件與驅(qū)動(dòng)元件的匹配（一）

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曉昀

電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2018-5-5 22:08:13 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

本帖最后由曉昀于 2018-5-5 22:10 編輯

機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程是機(jī)械系統(tǒng)和電氣參數(shù)的匹配過(guò)程，系統(tǒng)各零部件的參數(shù)匹配合理，才能穩(wěn)定工作，達(dá)到系統(tǒng)控制的要求。
以下對(duì)具體機(jī)電一體化系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件和執(zhí)行元件的匹配做一個(gè)簡(jiǎn)單總結(jié)，供大家參考，也歡迎大家繼續(xù)補(bǔ)充。

首先，要做負(fù)載分析
驅(qū)動(dòng)元件和執(zhí)行元件匹配之前，首先要做負(fù)載分析。
系統(tǒng)中的控制對(duì)象就是系統(tǒng)的負(fù)載，負(fù)載的運(yùn)動(dòng)形式有：直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、間歇運(yùn)動(dòng)等。為了方便分析負(fù)載的運(yùn)動(dòng)，需要將具體的負(fù)載又分為幾種常見(jiàn)和典型的負(fù)載，比如，慣性負(fù)載、外力負(fù)載、摩擦負(fù)載和彈力負(fù)載。對(duì)具體問(wèn)題而言，有可能是幾種典型負(fù)載的組合，也有可能是其中之一。

其次，要做負(fù)載的等效變換。
負(fù)載的等效變化包括兩部分：一個(gè)是等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J；另一個(gè)是等效轉(zhuǎn)矩T。控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)有直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（包括擺動(dòng)）。執(zhí)行元件與被控對(duì)象有直接連接的，也有通過(guò)中間傳動(dòng)裝置連接的。執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)矩或力、加減速控制及制動(dòng)方案的選擇，應(yīng)該與被控對(duì)象的主要參數(shù)（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、質(zhì)量）相匹配。所以，要將被控對(duì)象的參數(shù)和所受的負(fù)載等效換算到執(zhí)行元件的輸出軸，比如，伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)的輸出軸，也就是要計(jì)算出輸出軸承受的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩（對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而言），或者計(jì)算等效質(zhì)量和等效力（對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)而言）。

最后，等效計(jì)算的方法
（1）求等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量根據(jù)系統(tǒng)等效前后動(dòng)能總和相等的原則，也就是等效部件的動(dòng)能=系統(tǒng)所有動(dòng)部件的動(dòng)能總和。
（2）求等效轉(zhuǎn)矩根據(jù)系統(tǒng)等效前后做功相等的原則，也就是等效部件所做的功=系統(tǒng)所有部件克服負(fù)載做功的總和。