工业运动控制-电机选择、驱动器和控制器应用
1.运动控制系统组成
1）人机接口
2）运动控制器
3）驱动器
4）执行器
5）传动机构
6）反馈
2.运动曲线
1）梯形速度曲线
梯形曲线比较简单，但是梯形尖角会导致加速度不连续，对系统产生极大的冲击。
2）S型速度曲线
圆角采用二次抛物线构造，加速度不再是常数，冲击有限不会使负载震动而破坏平滑的周期运行，减小了运动的高频振荡；可增加电机使用寿命，提升系统的精度。
3.传动链设计
1）电机和传动机构一起成为传动链，设计主要目标：
①保证从电机获得的扭矩大于应用要求转矩的安全区域
②保证电机与负载之间满足合理的惯量关系
③满足所有其他条件（成本、精度、刚度、周期时间等）
2）惯量和转矩折算
惯量定义为物体对围绕一个旋转轴产生角加速度变化的阻抗，惯量阻碍运动的变化。
ΣT=J*α
负载惯量转换到电机侧与速比的平方成反比。
转矩折算到电机侧与速比成反比。
机械效率因摩擦和发热会造成功率损失。
3）惯量比
惯量比是电机必须拖动的总负载惯量和电机自身惯量之比。
惯量比越小，性能越趋向于更高。如果机械期望敏捷、快速移动、启停频繁，惯量比降为2或者1；通常惯量比JR≤5（刚性系统10）。惯量比太小，电机尺寸就会太大，因此会昂贵和笨重。
JR=（JGB-M+Jload-M+Jom）/Jm
JGB-M：齿轮箱折算到电机轴上的惯量
Jload-M：折算到电机轴上的负载惯量
Jom：直接加在电机轴上的总外加惯量
Jm：电机的惯量
4.传动机构
1）带轮；传动比：N=负载带轮半径/输入带轮半径
2）丝杠；传动比：N=2πP（螺距）
3）齿条齿轮；传动比：N=1/r（齿轮半径）
4）直线带传动：传动比：N=1/r(带轮半径）
5）传送带：传动比：N=1/rDR(传动带驱动辊直径）
5.电机
电机选择主要因素：
1）惯量比
2）电机速度
3）电机速度对应的峰值扭矩（留30%裕量）
4）电机速度对应的有效值扭矩（留50%裕量）
6.齿轮箱
齿轮箱连接到电机可以降低输出的转速，增加输出扭矩，调整机械的惯量比。
1）行星伺服减速器
①运行模式（连续或者周期）
②齿轮比
③额定与最大加速输出的转矩
④额定与最大输入速度
⑤与电机的机械兼容性
2）涡轮减速器
①齿轮比
②型号尺寸（15,20,25,30等）
③精度等级
④额定的输入速度
⑤输入功率或者输出扭矩
⑥悬臂负载力
⑦安全系数
⑧机械与电机的兼容性
