影响直接驱动数控转台伺服刚度的因素分析

　　(2)改变系统速度环比例增益K_p，使其从1开始以30为步长逐渐增加到500，其余系统参数不变，系统的Bode图变化如图4所示，随着K_p的增加，系统在低于5×10³Hz的中低频段的幅值在相应减少，而在其他频段内，Bode图幅值基本没有变化，说明随着K_p的增加系统抵抗中低频段干扰的能力在增加，与此同时，随着Kp的增加，bode图幅值也趋于平稳，系统趋于稳定。可见，在适当范围内增加系统位置环比例增益可以对系统中低频干扰有明显抑制作用，也会提高系统稳定性。

图4速度环比例增益K_p 变化时的系统bode 

　　(3)改变系统速度环积分时间常数T_n，使其从0.001开始以0.01为步长逐渐增加到0.1，其余系统参数不变。系统的Bode图变化如图5所示。

图5速度环积分时间常数T_n 变化时的系统bode图

　　随着T_n的增加，系统在低于10³Hz的低频段的幅值在相应增加，而在其他频段内，Bode图幅值基本

　　没有变化，说明随着Tn的增加系统抵抗低频段干扰的能力在减少，伺服动刚度降低。与此同时，随着T_n的增加，bode图幅值变化程度基本不变，可见，在适当范围内降低速度环积分时间常数值可以对系统低频干扰有明显抑制作用，而T_n的取值对系统的稳定性影响不大。

　　(4)改变系统转动惯量J，使其从0.001开始以10为步长逐渐增加到150，其余系统参数不变，系统的Bode图变化如图6所示。

图6位置环比例增益J变化时系统bode图 

　　随着J的增加，系统在高于5×102Hz的中高频段的幅值在相应减少，而在其他频段内，Bode图幅值基本没有变化，说明随着J的增加系统抵抗中高频段干扰的能力在增加，系统动刚度增加，与此同时，随着J的增加，bode图幅值也趋于平稳，系统趋于稳定。可见，在适当范围内增加系统位置环比例增益可以对系统中低频干扰有明显抑制作用，也会提高系统稳定性。

3 结论

　　为了得到控制系统参数对伺服动刚度的影响，提高直接驱动数控转台的伺服动刚度，使用Bode图分析系统伺服动刚度的方法，可以得到如下结论。

　　(1)对于低频扰动，可以通过适当增加位置环比例增益、速度环比例增益或者降低速度环积分时间常数来提高系统伺服动刚度，对于中频扰动，可以通过适当增加位置环比例增益、速度环比例增益、系统转动惯量或者降低速度环积分时间常数来提高系统伺服动刚度，对于高频扰动，可以通过适当增大系统的转动惯量来提高系统伺服动刚度。

　　(2)虽然以上分析系统伺服动刚度的方法是针对直接驱动数控转台系统，但该分析方法具有普遍应用的意义，同样可以应用在其他电动机驱动的系统中，以提高系统伺服动刚度。