开环控制系统的例子(开环控制的伺服系统误差分析)

在狗环控制伺服系统中，由于没有位置检测和反馈装置，因此机械系统必须能够随时严格跟踪步进电机的运动，以确保达到工作精度要求。并且在任何情况下。

但是，实际上，机械系统的输入和输出之间始终存在错误。除了由于零件的制造和安装引起的误差外，机械系统的动态参数（例如，由于误差，惯性，摩擦，游隙等引起的刚度）。在设计系统时，必须将这些错误控制在可接受的范围内。

一、死区误差

所谓的死区误差（也称为动量损失）是指系统启动或反转时系统的输入运动与系统的输出运动之差。

死区错误的主要原因：

备用运输机制

b。一对导轨之间的摩擦

c。电气系统和执行器的起始死区（也称为不灵敏区）。

由于传输间隔而导致的工作台等效死区误差δc（mm）可以通过以下公式计算：

公式中，p是丝杠的导程（mm），δi是第i个传动对的间隙（rad），ii是第i个传动对与螺丝的传动比。

摩擦引起的死区误差基本上是传动机构的弹性变形，用以克服驱动力作用下的静摩擦，包括拉伸和压缩弹性变形和扭转弹性变形。

由于扭转弹性变形，拉伸和压缩弹性变形通常被忽略，因此拉伸和压缩弹性变形引起的摩擦死区误差δμ（mm）为：

在公式中：

导轨的Fμ静摩擦力（N）;

螺母机构的K0综合张力和压缩刚度（N/m）。

由于电气系统和执行器的启动死区而导致的工作台死区误差与上述两个项目相比非常小，并且经常被忽略。

如果已采取措施消除间隙，则系统死区误差将主要取决于摩擦死区误差。假设静摩擦主要是由工作台的重力引起的，则工作台倒置时的最大反向死区误差Δ（mm）可通过以下公式得出：

在公式中

工作台的m重量（kg）

g-重力加速度，g=9.8m/s2；

导轨的静摩擦系数μ0；

ωn-螺杆工作台系统纵向振动的固有频率（rad/s）。

减少系统死区错误的措施：

1.删除传输间隔

2.采取措施减少摩擦并提高刚度和固有频率。

对于四回路伺服系统，必须将死区误差控制在同一脉冲内，以确保满足单脉冲电源要求。

二、由系统刚度变化引起的定位误差

仅讨论螺母机构的综合张力和由压缩刚度的变化引起的位置误差。

如果工作台位于不同的位置，则螺母机构的综合拉力和压缩刚度将发生变化。

在空载条件下，由于这种刚度变化，在整个行程范围内的最大定位误差δKmax（mm）可以通过以下公式计算：

在公式中：Fμ-由于工作台的重力而产生的静摩擦力（N）

K0min和K0max-导螺杆在工作台行程范围内的最小和最大总拉伸和压缩刚度（N/m）。

对于四环控制伺服系统，通常应将δKmax（mm）控制在系统允许位置误差的1/3至1/5的范围内。