Jäikusest rääkimiseks räägime kõigepealt jäikusest.
Jäikus viitab materjali või konstruktsiooni võimele seista vastu elastsele deformatsioonile jõu mõjul ja kujutab endast materjali või konstruktsiooni elastse deformatsiooni raskust. Materjali jäikust mõõdetakse tavaliselt selle elastsusmooduliga E. Makroskoopilises elastsusvahemikus on jäikus proportsionaalne koefitsient, mis on proportsionaalne detaili koormuse ja nihkega, st jõuga, mis on vajalik ühiku nihke tekitamiseks. selle pöördväärtust nimetatakse painduvuseks, see tähendab ühikjõu poolt põhjustatud nihkeks. Jäikuse võib jagada staatiliseks ja dünaamiliseks jäikuseks.
Konstruktsiooni jäikus (k) on elastomeeri võime vastu pidada deformatsioonile ja venimisele. k=P/δ, kus P on konstruktsioonile mõjuv konstantne jõud ja δ on jõust tingitud deformatsioon.
Pöörleva konstruktsiooni pöörlemisjäikus (k) on: k=M/θ kus M on rakendatav moment ja θ on pöördenurk.
Näiteks teame, et terastoru on suhteliselt kõva ja tavaliselt välisjõu mõjul deformeerunud, samal ajal kui kummipael on pehmem ja samast jõust põhjustatud deformatsioon on suhteliselt suur, siis ütleme, et terastoru jäikus on tugev ja kummipaela jäikus on nõrk või selle tugev painduvus.
Servomootorite rakendamisel on mootori ja koormuse ühendamiseks mõeldud haakeseadiste kasutamine tüüpiline jäik ühendus; samas kui sünkroonrihmade või rihmade kasutamine mootori ja koormuse ühendamiseks on tüüpiline paindlik ühendus.
Mootori jäikus on mootori võlli võime taluda väliseid pöördemomendi häireid ja me saame reguleerida mootori jäikust servokontrolleris.
Servomootori mehaaniline jäikus on seotud selle reageerimiskiirusega. Üldiselt, mida suurem on jäikus, seda suurem on reageerimiskiirus. Kui see on aga liiga kõrgeks seatud, on lihtne tekitada mootoril mehaanilist resonantsi. Seetõttu on servovõimendi üldistes parameetrites käsitsi reguleerimine. Reaktsioonisageduse valikut on vaja reguleerida vastavalt masina resonantspunktile, mis nõuab aega ja kogemusi (tegelikult reguleeritakse võimendusparameetrit).
Servosüsteemi asendirežiimis rakendatakse mootori kõrvalekaldumiseks jõudu. Kui jõud on suur ja läbipaindenurk väike, loetakse servosüsteemi jäikus tugevaks, vastasel juhul loetakse servosüsteemi jäikus nõrgaks. Pange tähele, et siinne jäikus on tegelikult lähemal reageerimiskiiruse mõistele. Kontrolleri seisukohalt on jäikus tegelikult parameeter, mis koosneb kiiruskonstandist, asendikontuurist ja ajaintegraali konstandist ning selle suurus määrab masina reageerimiskiiruse.
Tegelikult, kui positsioneerimine ei pea olema kiire, kui positsioneerimine on täpne, kui takistus ei ole suur, on jäikus madal ja positsioneerimine võib olla ka täpne, kuid positsioneerimisaeg on pikk. Kuna positsioneerimine on madala jäikuse korral aeglane, tekib ebatäpse positsioneerimise illusioon, kui on vaja kiiret reageerimist ja lühikest positsioneerimisaega.
Inerts kirjeldab objekti liikumise inertsust ja pöörlemisinerts on objekti ümber telje pöörlemise inertsi mõõt. Inertsmoment on seotud ainult pöörderaadiuse ja objekti massiga. Üldjuhul ületab koormuse inerts 10 korda mootori rootori inertsust ja inertsust võib pidada suureks.
Juhtrööpa ja juhtkruvi pöörlemisinertsil on suur mõju servomootori ajamisüsteemi jäikusele. Fikseeritud võimenduse korral, mida suurem on pöörlemisinerts, seda suurem on jäikus ja seda lihtsam on mootori värisemist põhjustada; mida väiksem on pöörlemisinerts, seda väiksem on jäikus ja seda väiksem on mootori värisemise tõenäosus. . Inertsimomenti saab vähendada, kui asendada juhtsiin ja juhtkruvi väiksema läbimõõduga, et vähendada koormuse inertsust, et mootor ei vibreeriks.
Teame, et servosüsteemi valimisel tuleb lisaks sellistele parameetritele nagu mootori pöördemoment ja nimipöörete arv kõigepealt arvutada mootori võlliks teisendatud mehaanilise süsteemi inerts ja seejärel vastavalt tegelikule väärtusele. masina tegevusnõuded ja tooriku kvaliteet. Nõuded spetsiaalselt sobiva inertsi suurusega mootori valimiseks.
Silumise ajal (käsirežiimis) on inertsisuhte parameetri õige seadistamine eelduseks, et mehaanilise ja servosüsteemi parim jõudlus oleks täielik.
Mis siis täpselt on "inertsi sobitamine"?
Tegelikult pole veiste teise seaduse kohaselt raske mõista:
Toitesüsteemi nõutav pöördemoment=süsteemi inertsimoment J × nurkiirendus θ
Nurkkiirendus θ mõjutab süsteemi dünaamilisi omadusi. Mida väiksem on θ, seda pikem on aeg kontrollerist käsu andmisest süsteemi täitmise lõpetamiseni ja seda aeglasem on süsteemi reaktsioon. Kui θ muutub, on süsteemi reaktsioon kiire ja aeglane, mis mõjutab töötlemise täpsust.
Pärast servomootori valimist maksimaalne väljundväärtus ei muutu. Kui eeldatakse, et θ muutus on väike, peaks J olema võimalikult väike.
Ülaltoodu puhul on süsteemi inertsmoment J=servomootori pöörlemismoment JM pluss mootori võllilt teisendatud koormuse inertsimoment JL.
Koormusinerts JL koosneb töölaua, sellele paigaldatud kinnitusdetaili, tooriku, kruvi, siduri ja muude lineaarsete ja pöörlevate liikuvate osade inertsist, mis on teisendatud mootori võlli inertsiks. JM on servomootori rootori inerts. Pärast servomootori valimist on see väärtus fikseeritud, samas kui JL muutub koos tooriku koormusega. Kui soovite, et J muutumiskiirus oleks väiksem, on parem muuta JL osakaal väiksemaks.
See on "inertsi sobitamine" rahvapärases mõttes.
Üldiselt võib öelda, et väikese inertsiga mootoril on hea pidurdustõhusus, kiire reageerimine käivitamisele, kiirendamisele ja seiskamisele ning hea kiire edasi-tagasi liikumine, mis sobib mõnel juhul väikese koormuse ja kiire positsioneerimisega. Keskmise ja suure inertsiga mootorid sobivad suurte koormuste ja kõrgete stabiilsusnõuetega juhtudel, nagu mõned ringliikumise mehhanismid ja mõned tööpinkide tööstused.