MEDDT7364003， MEDDT7364003， 伺服放大器的作用
伺服放大器作用是將輸入指令信號（電壓）同系統(tǒng)反饋信號（電壓）進(jìn)行比較、放大和運(yùn)算后，輸出一個(gè)和偏差電壓信號成比例的控制電流給伺服閥力矩馬達(dá)控制線圈，控制伺服閥閥芯開度大小，并起限幅保護(hù)作用。
伺服放大器的參數(shù)要求
伺服放大器作為驅(qū)動電液伺服閥的一種電子設(shè)備，相應(yīng)參數(shù)有一定要求：
?。?）輸入電壓在±lO V內(nèi)，方便計(jì)算機(jī)和可編程控制器等指令元件實(shí)現(xiàn)控制；
?。?）輸出電流±10一±100 n認(rèn)可調(diào)，以便適應(yīng)各種型號力矩馬達(dá)伺服閥；
?。?）伺服放大器線性度誤差小于3％Fs；
?。?）具有反饋接入端，以便構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)；
?。?）為適應(yīng)伺服系統(tǒng)高頻響的特性，伺服放大器頻寬大于l 200 Hz；
（6）具有zui大輸出電流限制和輸出短路保護(hù)作用，可限制伺服閥zui大流量和防止輸出線路短接導(dǎo)致故障。
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伺服放大器由指令和反饋比較處理、調(diào)零電路、限流電路、前置放大、功率放大等作用模塊組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
，前置放大電路的作用是把指令和反饋輸入信號進(jìn)行比較和放大。該電路K。、Fbk分別為輸入信號和反饋信號，通過電位器j匕調(diào)節(jié)電路增益，使其適應(yīng)功率放大電路的要求，使電路電壓前后級達(dá)到匹配。
調(diào)零電路的作用是通過在前置放大電路疊加可調(diào)電壓，調(diào)整電路基準(zhǔn)電壓。通過調(diào)節(jié)電位器如進(jìn)行零偏補(bǔ)償，克服伺服放大器系統(tǒng)偏置。
限流電路的作用是限定流過伺服閥線圈的zui大電流，避免線圈過載，保護(hù)伺服閥，限制液壓系統(tǒng)zui大流量。該電路由運(yùn)放ulD、U2A，二極管D。、D：和可調(diào)電壓源構(gòu)成，通過電位器R。，調(diào)節(jié)功率放大級的輸入電壓的幅度，達(dá)到限定輸出電流目的。功率放大電路的作用是將小功率電壓信號轉(zhuǎn)換放大為功率較大的電流信號，以便提供足夠的伺服閥額定電流，以驅(qū)動負(fù)載。并且要求有良好的抗*力和靜、動態(tài)性能，該電路利用NPN和PNP型三極管的基極和發(fā)射級相互連接在一起，信號從基極輸入，發(fā)射極輸出。電路可看成由2個(gè)射極輸出器組合而成，構(gòu)成推挽功率放大電路，分別在輸入信號正負(fù)半周期內(nèi)工作。另外，還可在輸出電流中疊加一個(gè)由8038芯片產(chǎn)生的高頻顫振信號，以提高伺服閥分辨率和防止由于庫侖摩擦力導(dǎo)致的閥芯卡滯。
伺服放大器的輸出電流計(jì)算
伺服閥線圈為伺服放大器的負(fù)載，相當(dāng)0．3 H電感和80 Q電阻組成的感性阻抗，為了使功率級的輸出控制電流正比于輸入電壓信號，采用了電阻如。和負(fù)載線圈串聯(lián)，并將其上電壓經(jīng)電阻如反饋到放大器的反相輸入端，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，精確調(diào)整功率級輸出電流。因?yàn)楣β始壏答侂妷菏怯呻娏鳟a(chǎn)生的，故稱為電流負(fù)反饋。引入電流負(fù)反饋以后，在額定負(fù)載范圍內(nèi)，負(fù)載阻抗變化基本不影響功率級輸出電流變化，伺服放大器相當(dāng)一個(gè)恒流源。
根據(jù)運(yùn)放虛短和虛斷原理，可以推出：
， 字號：大 中 小 對伺服系統(tǒng)的基本要求
1. 穩(wěn)定性好：穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達(dá)新的或者回復(fù)到原有的平衡狀態(tài)。
2. 精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機(jī)床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在 0.01～0.00lmm之間。
3. 快速響應(yīng)性好：快速響應(yīng)性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，一方面要求過渡過程時(shí)間短，一般在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為了滿足超調(diào)要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。
2 伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
1. 精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制。
2. 有多種反饋比較原理與方法：根據(jù)檢測裝置實(shí)現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。目前常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較三種。
3. 高性能的伺服電動機(jī)（簡稱伺服電機(jī)）：用于高效和復(fù)雜型面加工的數(shù)控機(jī)床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機(jī)的輸出力矩與轉(zhuǎn)動慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機(jī)在低速時(shí)有足夠大的輸出力矩且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機(jī)械運(yùn)動部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)。
4. 寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機(jī)床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可以看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實(shí)際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際位移。數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。
