3.4 鉴相鉴幅 伺服系统.ppt

CNC 鉴相式伺服系统( Comparing Phasic Servo System ) ?鉴相式伺服系统是数控机床中使用较多的一种位置控制系统,它是采用相位比较方式实现闭环(及半闭环)控制的伺服系统。鉴相式伺服系统具有工作可靠、抗干扰性强、精度高等优点,但由于增加了位置检测、反馈、比较等元件,与步进式伺服系统相比,它的结构比较复杂,调试也比较困难。 CNC? 鉴相式伺服系统的组成?图 所示是鉴相式伺服系统方框图,它主要由基准信号发生器、脉冲调相器、检测元件及信号处理线路、鉴相器、驱动线路和执行元件等组成。 CNC? 鉴相式伺服系统的组成?各组成部分的功能介绍: ?⒈基准信号发生器?⒉脉冲调相器?⒊检测元件及信号处理线路?⒋鉴相器?鉴相器的输入信号有两路,一路是来自脉冲调相器的指令信号;另一路是来自检测元件及信号处理线路的反馈信号,它反映了工作台的实际位移量大小。?⒌C? 鉴相式伺服系统的工作原理?鉴相式伺服系统利用相位比较的原理进行工作。?当数控机床的数控装置要求工作台沿一个方向进给时,插补器或插补软件便产生一系列进给脉冲。?该进给脉冲作为指令脉冲,其数量代表了工作台的指令进给量,其频率代表了工作台的进给速度,其方向代表了工作台的进给方向。 CNC? 鉴相式伺服系统的控制线路?⒈脉冲调相器?脉冲调相器的功能是按照所输入指令脉冲的要求对载波信号进行相位调整。如图 所示为脉冲调相器组成原理框图。 CNC? 鉴相式伺服系统的控制线路?脉冲—相位变换的原理?假设时钟脉冲频率为 F,计数器(当分频器用)的容量为 N,则这两个计数器的最后一级输出频率 f为: f=F/N 。如果在时钟脉冲触发两计数器以前,先向其中一个计数器(如 x计数器)输入一定数量脉冲Δx,则当时钟脉冲触发两计数器以后,两计数器输出信号频率仍相同,但相位不同。 N个时钟脉冲使标准计数器的输出变化一个周期,即 360 °, N+ Δx个脉冲使 x计数器的输出在变化一个周期( 360 °)后,又变化φ=·Δx,即超前标准计数器一个相位角φ。以后每来 N 个时钟脉冲,两计数器都变化一个周期,其原理图和波形如图 、b所示。 CNC? 鉴相式伺服系统的控制线路?若在时钟脉冲触发两计数器的过程中,加入一定数量的脉冲+Δx给x计数器,这样就会使输入给 x计数器的脉冲总数比给标准计数器的计数脉冲多了Δx 个,结果使 x计数器输出的信号相位超前φ=(+Δ x/N ) 360 °,如图 所示。 CNC? 鉴相式伺服系统的控制线路?假如在时钟脉冲不断触发两计数器过程中,加入一定数量的-Δx脉冲给 x计数器,使加入的-Δx个脉冲抵消了进入 x 计数器的Δx个时钟脉冲,则在两计数器的最末一级输出端将出现 x计数器的相位滞后标准计数器一个相位φ,φ=(-Δ x/N)360 °,如图 、b所示。 CNC? 鉴相式伺服系统的控制线路? ?鉴相器又称相位比较器,它的作用是鉴别指令信号与反馈信号的相位,判别两者之间的相位差,将其变成一个带极性的误差电压信号,作为速度单元的输入信号。?鉴相器的结构形式很多,常用的有二极管鉴相器,可以用来鉴别正弦信号之间的相位差;触发器(门电路)鉴相器,可以对方波信号之间的相位差进行鉴别。?下面以触发器鉴相器为例说明鉴相器的工作原理。 CNC? 鉴相式伺服系统的控制线路? ?如图 所示,触发器为不对称触发的双稳态触发器。