伺服電機的機械剛度跟它的響應速度有關。一般剛性越高其響應速度也越高,但是調太高的話,很容易讓電機產生機械共振。所以,在一般的伺服放大器參數里面都有手動調整響應頻率的選項,要根據機械的共振點來調整,需要時間和經驗(其實就是調增益參數)。
在伺服系統位置模式下,施加力讓電機偏轉,如果用力較大且偏轉角度較小,那么就認為伺服系統剛性強,反之則認為伺服剛性弱。注意這里我說的剛性,其實更接近響應速度這個概念。從控制器角度看的話,剛性其實是速度環、位置環和時間積分常數組合成的一個參數,它的大小決定機械的一個響應速度。
像松下和三菱伺服都有自動增益功能,通常不需要特別去調整。國產的一些伺服,只能夠手工調整。
其實如果你不要求定位快,只要準,在阻力不大的時候,剛性低,也可以做到定位準,只不過定位時間長。因為剛性低的話定位慢,在要求響應快,定位時間短的情況下,就會有定位不準的錯覺。
要說伺服電機的剛性,先討論一下它的剛度。剛度是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力,是材料或結構彈性變形難易程度的表征。材料的剛度通常用彈性模量e來衡量。在宏觀彈性范圍內,剛度是零件荷載與位移成正比的比例系數,即引起單位位移所需的力。它的倒數稱為柔度,即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動剛度。
舉個例子,我們知道鋼管比較堅硬,一般受外力形變小,而橡皮筋比較軟,受到同等力產生的形變就比較大,那我們就說鋼管的剛性強,橡皮筋的剛性弱,或者說其柔性強。在伺服電機的應用中,用聯軸器來連接電機和負載,就是典型的剛性連接。而用同步帶或者皮帶來連接電機和負載,就是典型的柔性連接。電機剛性就是電機軸抗外界力矩干擾的能力,而我們可以在伺服控制器調節電機的剛性。
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