| 伺服系統是機電一體化系統，應采用機電一體化方法進行設計。 伺服系統設計，沒有一成不變的答案，也沒有統一的方法來得到答案。不同要求的伺服系統，可采用不同的方法來設計，因而得到結構不同的伺服系統。即使同樣要求的伺服系統，不同的設計者也可能采用不同的設計方法，因而得到不同的設計方案。 伺服系統結構上的復雜性，決定了其設計過程的復雜性。實際伺服系統的設計是很難一次成功的，往往都要經過多次反復修改和調試才能獲得滿意的結果。下面僅對伺服系統設計的一般步驟和方法作一簡單介紹。 一、設計要求分析，系統方案設計 首先對伺服系統的設計要求進行分析，明確其應用場合和目的、基本性能指標及其它性能指標，然后根據現有技術條件擬定幾種技術方案，經過評價、對比，選定一種比較合理的方案。 方案設計應包括下述一些內容：控制方式選擇；執行元件選擇；傳感器及其檢測裝置選擇；機械傳動及執行機構選擇等。方案設計是系統設計的第一步，各構成環節的選擇只是初步的，還要在詳細設計階段進一步修改確定。 二、系統性能分析 方案設計出來后，盡管各具體結構參數還沒有確定，也應先根據基本結構形式對其基本性能進行初步分析。 首先畫出系統方框圖，列出系統近似傳遞函數，并對傳遞函數及方框圖進行化簡(一般應簡化成二階以下系統)，然后在此基礎上對系統穩定性、精度及快速響應性進行初步分析，其中最主要的是穩定性分析，如不能滿足設計要求，應考慮修改方案或增加校正環節。 三、執行元件及傳感器的選擇 方案設計只是對執行元件及傳感器進行了初步選型，這一步應根據具體速度、負載及精度要求來具體確定執行元件及傳感器的參數和型號。 四、機械系統設計 機械系統設計包括機械傳動機構及執行機構的具體結構及參數的設計，設計中應注意消除各種傳動間隙，盡量提高系統剛度、減小慣量及摩擦，尤其在設計執行機構的導軌時要防止會產生“爬行”現象。 五、控制系統設計 控制系統沒計包括信號處理及放大電路、校正裝置、伺服電動機驅動電路等的詳細設計，如果采用計算機數字控制，還應包括接口電路及控制器算法軟件的設計。控制系統設計中應注意各環節參數的選擇及與機械系統參數的匹配，以使系統具有足夠的穩定裕度和快速響應性，并滿足精度要求。 六、系統性能復查 所有結構參數確定之后，可重新列出系統精確的傳遞函數，但實際的伺服系統一般都是高階系統，因而還應進行適當化簡，才可進行性能復查。經過復查如發現性能不夠理想，則可調整控制系統的參數或修改算法，甚至重新設計，直到滿意為止。 七、系統測試實驗 上述設計與分析都還處于理論階段，實際系統的性能，還需通過測試實驗來確定。測試實驗可在模型實驗系統上進行，也可在試制的樣機上進行。通過測試實驗，往往還會發現一些問題，必須采取措施加以解決。 八、系統設計定案 經過上述7個步驟及其中多次反復而得到滿意的結果后，可以將設計方案確定下來，然后整理設計圖樣及設計計算說明書等技術文件，準備投入正式生產。 |
