圖5-25?? 鑒幅式伺服系統(tǒng)

鑒幅式系統(tǒng)的工作原理如下：

進(jìn)入比較器的信號有兩路：一路來自數(shù)控裝置插補(bǔ)器或插補(bǔ)軟件的進(jìn)給脈沖，它代表了數(shù)控裝置要求機(jī)床工作臺移動的位移；另一路來自測量元件及信號處理線路，也是以數(shù)字脈沖形式出現(xiàn)，它代表了工作臺實際移動的距離。鑒幅系統(tǒng)工作前，數(shù)控裝置和測量元件的信號處理線路都沒有脈沖輸出，比較器的輸出為零。這時，執(zhí)行元件不能帶動工作臺移動。出現(xiàn)進(jìn)給脈沖信號之后，比較器的輸出不再為零，執(zhí)行元件開始帶動工作臺移動，同時，以鑒幅式工作的測量元件又將工作臺的位移檢測出來，經(jīng)信號處理線路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字脈沖信號，該數(shù)字脈沖信號作為反饋信號進(jìn)入比較器與進(jìn)給脈沖進(jìn)行比較。若兩者相等，比較器的輸出為零，說明工作臺實際移動的距離等于指令信號要求工作臺移動的距離，執(zhí)行元件停止帶動工作臺移動；若兩者不相等，說明工作臺實際移動的距離還不等于指令信號要求工作臺移動的距離，執(zhí)行元件繼續(xù)帶動工作臺移動，直到比較器輸出為零時停止。

在鑒幅式伺服系統(tǒng)中，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的作用是將比較器輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為直流電壓信號，圖5--26測量元件及信號處理線路該信號經(jīng)驅(qū)動線路進(jìn)行電壓和功率放大，驅(qū)動執(zhí)行元件帶動工作臺移動。測量元件及信號處理線路是將工作臺的機(jī)械位移檢測出來并轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖量。

圖5-26 測量元件及信號處理線路

測量元件及信號處理線路是如何將工作臺的機(jī)械位移檢測出來并轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖的呢?測量元件的工作原理在第四章中已經(jīng)詳細(xì)地介紹過，下面重點介紹信號處理線路的工作原理。

圖5-26是測量元件及信號處理線路的框圖，它主要由測量元件、解調(diào)電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換器和sin／cos發(fā)生器組成。由測量元件的工作原理可知，當(dāng)工作臺移動時，測量元件根據(jù)工作的位移量，即絲杠轉(zhuǎn)角 輸出電壓信號

A是此時測量元件激磁信號的電氣角。 的幅值 代表著工作臺的位移。 經(jīng)濾波、放大、檢波、整流以后，變成方向與工作臺移動方向相對應(yīng)，幅值與工作臺位移成正比的直流電壓信號，這個過程稱為解調(diào)。解調(diào)電路也稱鑒幅器。解調(diào)后的信號經(jīng)電壓頻率轉(zhuǎn)換器變成計數(shù)脈沖，脈沖的個數(shù)與電壓幅值成正比，并用符號觸發(fā)器表示方向。一方面，該計數(shù)脈沖及其符號送到比較器與進(jìn)給脈沖比較；另一方面，經(jīng)sin／cos發(fā)生器，產(chǎn)生驅(qū)動測量元件的兩路信號sin和cos，使 角與此相對應(yīng)發(fā)生改變。該驅(qū)動信號是方波信號，它的脈寬隨計數(shù)脈沖的多少而變。根據(jù)傅里葉展開式，當(dāng)該方波信號作用于測量元件時，其基波信號分量為

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角的大小由方波的寬度決定。若測量元件的轉(zhuǎn)子沒有新位移，因激磁信號電氣角由 變?yōu)?，它所輸出的幅值信號也隨之變化，而且逐步趨于零。若輸出的新的幅值信號

不為零， 將再一次經(jīng)電壓頻率轉(zhuǎn)換器、sin／cos信號發(fā)生器，產(chǎn)生下一個激磁信號，該激磁信號將使測量元件的輸出進(jìn)一步接近于零，這個過程的不斷重復(fù)，直到測量元件的輸出為零時止。在這個過程中，電壓頻率轉(zhuǎn)換器送給比較器的脈沖數(shù)量正好等于 角所代表的工作臺的位移量。通常，我們總希望測量過渡過程盡可能短，如果這個過程很長，當(dāng)有連續(xù)的進(jìn)給脈沖時，由于來自測量元件的反饋脈沖不能及時到來，比較器輸出的誤差信號本身就帶有很大的誤差，因而必定要造成伺服系統(tǒng)的拖動誤差，從而影響加工精度。