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时间：2023-04-13

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本节将主要讲述伺服系统特性及各种比较方法。伺服系统与自动控制系统类似，也要求系统有相应的精度、稳定性以及快速性。

图3-17给出了伺服系统特性组成图。伺服系统的主要特性包括四个部分系统精度、动快速性、稳定性以及控制多样性。其中，快速性指系统的响应特性、调速范围及工作频率，控制多样性是指伺服系统可以采用多种反馈原理及各种比较方法。

(图3-17 伺服系统特性方块图)

伺服系统精度

伺服系统精度指伺服系统输出量偏离输入量的精确程度。伺服系统精度以动态误差、稳态误差和静态误差三种形式表示。伺服系统允许的偏差一般都在0.01～0.001mm，高精度伺服系统的偏差可达到±0.0001～±0.00005mm。伺服系统对分辨率也有一定的要求，系统分辨率取决于系统稳定工作性质和所使用的位置检测元件。目前的闭环伺服系统都能达到1μm 的分辨率，同时数控测量装置的分辨率可达0.1μm。伺服系统拥有的精确检测装置可以保证信号不失真。

由于被控对象各不相同，伺服系统精度分类也就不同。比如在机床定位控制中，伺服系统精度主要是精度在跟踪系统中，伺服系统精度主要是跟踪精度液位控制系统中的液位精度温度控制系统中的温度精度等。

伺服系统稳定性

伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后，系统能够恢复到原来稳定状态的能力或者当给系统一个新的输入指令后，系统达到新的稳定运行状态的能力。伺服系统在承受额定力矩的变化时，静态速降应小于5%，动态速降应小于10%。

如图3-18所示，伺服系统稳定性研究是从画控制系统框图开始的，画控制系统框图的目的是分清系统所包含的环节，并得出各个环节的传递函数然后对伺服系统做稳定性详细分析，主要包括对系统框图进行分解、做相应的信号流图、求传递函数、根据稳定判据来判断其稳定性接着是对该伺服系统进行，一般可应用 MATLAB 软件综合上述的分析进一步得出伺服系统稳定与否。

响应及宽调速特性

响应特性指输出量跟随输入指令变化的反应速度，它决定了系统的工作效率。响应速度与许多因素有关，如计算机的运行速度、运动系统的阻尼和质量等。快速响应性是伺服系统动态标志之一，要求伺服系统过渡过程时间短，恢复稳定的时间短，且无振荡。

如图3-19所示，伺服系统动态性能指标与闭环控制系统性能指标类似，分为跟踪性能指标与抗扰动性能指标。其中跟踪性能指标分为上升时间、**调量与峰值时间以及调节时间三类抗扰性能指标可以从动态降落以及恢复时间两个方面来分析。这些性能指标均反映系统动态变化时间、速度及稳态值范围，是分析系统动态性能的必要组成部分。

(3-18 伺服系统稳定性分析流程)

(图3-19 伺服系统动态性能指标分类图)

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