- 伺服驱动器可以包括三种控制回路的任意组合——位置回路、速度回路和电流回路。虽然每个回路的目的是控制电机性能的不同方面,但它们都有一个共同的参数:带宽。系统的带宽或响应时间是衡量系统响应不断变化的输入命令的速度。换句话说,控制回路的带宽决定了伺服系统对被控制位置、速度或扭矩参数变化的响应速度。
在伺服驱动器中,控制回路的带宽定义为闭环振幅响应达到-3 dB的频率。此时,输出增益(输出与输入之比)约等于其最大值的70.7%,输出功率(输送至负载的功率)等于输入功率的50%。(本文进一步解释了振幅响应、输出增益值和输出与输入功率之间的关系。)
The bandwidth of this system is approximately 60 Hz. Image credit: Rockwell Automation - 虽然更高的带宽通常提供更硬的电机性能,减少误差,提高瞬态响应时间,但伺服系统中的高带宽也有缺点。具体来说,带宽越高,电机响应干扰的频率越高,通常需要更高的加速度和力。
功率耗散与力成平方关系,因此带宽的任何增加都会显著增加功率耗散(即热),从而增加电机的温升。由于温度是电机运行中的一个限制因素,电机特性实际上可能会限制伺服驱动器的允许带宽。
注:系统中的其他组件——包括反馈装置的分辨率、驱动器的更新率、电机负载惯性比和电机负载耦合的刚度——也会影响驱动器的最大可实现带宽。
控制环路架构风格 控制环路的带宽
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