咱們今日就來說說這運動控制操控中的慣量對于電氣驅動有多重要。
假如咱們對驅動操控環有所了解,就不難在操控環各個當量之間的運算聯系中發現一些比較有意思的現象。這個現象和各個當量之間傳遞系數的單位變換有關。
廢話不多說,直接進入下面的剖析。
上圖是現在驅動器做方位操控時的典型操控環結構圖。
以旋轉運動為例,在這樣的操控結構中,輸入側為方位指令,當量單位為 rad;輸出為電機扭矩,Nm;
在這個進程中,方位給定和方位反應比較后成為方位差錯,當量單位仍為 rad,與方位環增益相乘,計算結果給定到速度環,單位為 ra
d/s 也就是 1/s, 所以方位環增益的當量單位為 1/s;
可是,速度給定與速度反應比較后的速度差錯,單位也是 1/s,到最后的轉矩輸出 Nm 是怎么變換的呢?咱們知道轉矩的當量是 Nm, 也就是 力 N 和 長度 m 的乘積,而:
1 N = 1 kg m/s2
所以:
1 Nm = 1 kg m/s2 · m
也就是
= 1 kg m2/s2
要從前面的速度單位 “1/s” 運算到這個轉矩的單位 “kg m2/s2”,需要與兩個當量單位做乘法:
一個是 1/s,與時刻頻率有關,是速度環增益的單位;
另一個是 kg m2,這個恰恰是慣量的單位,是從電流環給定到電機扭矩輸出的傳遞系數。
速度環和方位環的增益系數都是以 1/s 為單位的頻率值,這個并不難理解,由于它們反映了驅動器關于速度和方位的動態呼應才能;
而后邊這個電流環給定到電機扭矩輸出的傳遞系數的單位和慣量單位是相同,都是 kg m2 ,這又是幾個意思呢?
讓咱們從頭看一下操控環的運算進程。
在方位環,將方位指令(實際上是方位差錯)值求了一次導,即 d/dt 了一次,然后得出軸當時的速度指令,自然方位環增益的系數單
位是 1/s 了;
在速度環,將速度指令(實際上是速度差錯)值再求一次導,即又 d/dt 了一次,然后得出軸當時的加速度指令,自然速度環增益的系
數單位也是 1/s 咯;
也就是說,從速度環輸出給到電流環的值,其實是軸的加速度值,單位是 1/s2 ,也就是咱們前文書中說到的 β。
那么,既然有了角加速度值,要給出電機的轉矩輸出,還記得咱們前文書中關于牛頓第二定律在反轉運動中的表述么:
M = I β
M:轉矩(Nm)
I :轉動慣量(kg · m2)
β:加速度(1/s2)
這就解說了咱們之前發現的那個風趣的現象了,電流環給定到電機扭矩輸出的傳遞系數的單位和慣量單位是相同,都是 kg m2,而事實上,這個系數就是運動控制系統的慣量。
全年征稿/資訊合作
聯系郵箱:1271141964@qq.com
免責聲明
- 凡本網注明"來源:智能制造網"的所有作品,版權均屬于智能制造網,轉載請必須注明智能制造網,http://www.xashilian.com。違反者本網將追究相關法律責任。
- 企業發布的公司新聞、技術文章、資料下載等內容,如涉及侵權、違規遭投訴的,一律由發布企業自行承擔責任,本網有權刪除內容并追溯責任。
- 本網轉載并注明自其它來源的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點或證實其內容的真實性,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。
2025長三角國際智能儀表/線纜產業博覽會
展會城市:滁州市展會時間:2025-11-11