数控机床进给交流伺服系统的周期优化研究

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（华南理工大学 自动化科学与工程学院，广东 广州 510640）

1 引言

交流伺服系统越来越广泛地应用于雷达、机器人、数控机床等领域。交流伺服电机轴上往往加装位置监测装置来测量电机转子的位置。其作用为：1）提供转子位置信号以便配置旋转磁场；2）生成转速反馈信号实现转速闭环控制；3）生成位置反馈信号而实现进给位置控制。常用的位置测量元件有旋转变压器、感应同步器、磁式编码器、光电编码器等。由于光电编码器具有精度高、抗干扰能力强、工作可靠性好、接口简单、体积小、重量轻和易于维护等优点［1－2］，因而在雷达、机器人、数控机床等领域获得了非常广泛的应用。根据其刻度方法及信号输出形式，光电编码器可分为增量式、绝对式以及混合式3种，而增量式编码器因其结构简单、价格低廉而得到广泛应用。由于光电编码器的本质是机械数字传感器，其模拟量转换成数字量存在量化误差，误差的大小取决于编码器的分辨率［3－4］。

高性能的伺服系统对低速性能提出了较高的要求，而在低速条件下，固定采样周期，不同分辨率可以获得不同的控制性能。而在相同分辨率的编码器条件下，可能获得较好的控制性能，而在低速时一个采样周期内可能无法获取一个完整的脉冲而影响系统的控制性能。本文研究通过对采样周期进行规划，改变交流伺服系统的采样周期和控制周期来获得较高的控制性能。

2 低速时速度测不准机理研究

增量式编码器通常以互补脉冲形式输出相对位置信号，随着编码器分辨率的提高，脉冲频率将随之增高，过高频率的脉冲信号将给处理和传输带来困难。……