伺服系統的線(xiàn)性補償與伺服系統的測速測角

　　在伺服系統中常用具有線(xiàn)性特性的補償裝置（通常是補償電路），采取串聯(lián)、順饋（或稱(chēng)并聯(lián)）、負反饋、正反饋，以及它們的組合形式，來(lái)改善系統的特性，提高系統的工作品質(zhì)。下面分別介紹各種補償聯(lián)接形式的特點(diǎn)及有關(guān)注意事項。

　　伺服系統的常用線(xiàn)性補償

　　1．串聯(lián)補償

　　串聯(lián)補償是指在系統主通道（即前向通道）中串接人適當的補償裝置（電路）。如圖所示。

　　常用的串聯(lián)補償裝置均由電路組成，有僅用R、L、C組成的無(wú)源補償網(wǎng)絡(luò )。有利用線(xiàn)性集成放大器組成的有源補償網(wǎng)絡(luò )，它們所能傳遞的都是直流信號，因此只有串聯(lián)在系統線(xiàn)路中傳遞直流信號的部位，才能起到相應的作用。如果系統中傳遞的是固定頻率的交流載頻信號，則無(wú)法使用以上兩類(lèi)補償網(wǎng)絡(luò )。

　　常用的補償網(wǎng)絡(luò )，在工程上實(shí)用的還有許多形式。作為系統的串聯(lián)補償，它們中的一些是不能用的，因為在系統的主通道中，不能串聯(lián)含有純微分環(huán)節的電路（即不串聯(lián)含有s=0的零點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )），它將阻斷恒定信號的有效傳遞，使伺服系統不能有效地工作。

　　為了提高系統的穩態(tài)精度，常采取提高系統的型（即無(wú)差度）的辦法，這就要求在系統的前向主通道中串入積分環(huán)節，或者串聯(lián)PI調節器。

　　倘若系統開(kāi)環(huán)對數幅頻特性（系統是最小相位系統）如圖5．40a中曲線(xiàn)1所示。在零初始條件下，系統對輸入階躍信號的響應能滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)品質(zhì)要求，但系統的穩態(tài)精度不高；為提高系統穩態(tài)精度需增大系統開(kāi)環(huán)增益，系統開(kāi)環(huán)對數幅頻特性如圖a中曲線(xiàn)2所示，但此時(shí)系統的動(dòng)態(tài)品質(zhì)不滿(mǎn)足要求。在增大系統開(kāi)環(huán)增益的同時(shí)，串接一個(gè)滯后補償

　　伺服系統的測速與測角（位移）

　　影響伺服系統控制因素很多，其中最重要的是位置、速度、加速度以及振動(dòng)等伺服。系統的控制精度是最重要的技術(shù)指標之一，伺服系統的控制精度，受多方面因素的影響，其中十分關(guān)鍵的是檢測裝置的精度（分辨率）?，F代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對高精度伺服系統的運用越來(lái)越多。例如高精度鎖相調速系統，要求測速誤差《i0～，而一般測速發(fā)電機測速誤差卻在2％。0．02％范圍。用于跟蹤衛星的雷達天線(xiàn)伺服系統，它的跟蹤誤差必須《1’。
　　
　　觀(guān)測天體的射電望遠鏡，要求伺服系統的誤差《0．05’。開(kāi)始進(jìn)入家庭的電視激光放像機，激光針頭的徑向運動(dòng)要伺服系統來(lái)控制，該系統的位置誤差≤1胛。以上幾例均說(shuō)明伺服系統的精度是較高的，而它們所采用的檢測裝置的精度將更高。首先，系統中的檢測裝置對誤差能分辨，并提供有效的信號，然后才談得上對系統進(jìn)行控制。因此，檢測裝置的高精度，是實(shí)現高精度伺服系統的前提。然而，各種用途的伺服系統是多種多樣的，它們對精度的要求也很不一致，正因為如此，在伺服系統中采用的檢測裝置其類(lèi)型十分繁雜，本節只就常見(jiàn)的模擬式測速和測角（位移）裝置，做一簡(jiǎn)要說(shuō)明。

　　1．角速度的檢測

　　在速度伺服系統中，系統的輸出端必須有檢測角速度的裝置，在位置伺服系統中，也常需要它獲得速度阻尼信號。因此在伺服系統中被廣泛采用。用得最多的是各種測速發(fā)電機，比較簡(jiǎn)易的有測速電橋，比較精確的是增量碼盤(pán)。

　?。?）測速發(fā)電機