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利用传动比实现伺服电机的惯量匹配点击：897 | 回复：48

刘志斌

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发表于：2012-12-21 11:47:40

楼主

利用传动比实现伺服电机的惯量匹配

刘志斌

1、在电机拖动系统中，电机的转动惯量与负载的转动惯量没有必然的联系；

2、大多数情况下电机的转动惯量总是小于负载的转动惯量；

3、如何实现电机的转动惯量与负载的转动惯量的匹配？

4、利用传动比可以实现电机与负载的惯量匹配：

电机的惯量×α=负载的惯量/传动比的平方

传动比的平方=负载惯量/电机惯量×α

5、所以传动比就是实现电机惯量与负载惯量匹配的“变换器”；

6、所以传动比是否合适，以系统是否实现惯量匹配为标准！

7、α为伺服惯量JM是负载惯量JL的倍数，α增大时系统惯量中伺服惯量JM的比例减小，系统加速度提高；

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刘志斌

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发表于：2012-12-22 17:47:52

21楼

8、当依靠传动比使系统惯量平衡时，如果负载是小惯量系统，必然导致传动比选的小，负载运行速度偏高的情况出现，这是可以适当降低电机的额定转速，例如采用低速电机以弥补速度过高；

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想起时正是忘记

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发表于：2012-12-26 10:15:00

22楼

增加传动比当然能匹配惯量，不过也往往会降低了系统速度、线性，传动环节若过多更损失了精度、增加了间隙。传动环节的设计应是机电一体的环节，只考虑某一专业难以提高系统性能。

运动控制虽然未必有多高深的理论，但除了理论，也还是需要有些实践经验才能明白吧。

俺没啥经验，一知半解，信口胡说了……

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刘志斌

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发表于：2012-12-26 10:41:49

23楼

引用想起时正是忘记的回复内容：

……但除了理论，也还是需要有些实践经验才能明白吧。俺没啥经验，一知半解，信口胡说了……

1、这里说的“系统惯量JL/传动比（1/α+1）”、电机惯量的倍数α的关系，是指导实践的理论；

2、例如α取值大，意味着电机惯量选的小，在系统惯量中占得比重小，电机惯量对系统加速度的影响小；

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刘志斌

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发表于：2012-12-26 10:43:36

24楼

3、例如α取值小，意味着电机惯量选的大，在系统惯量中占得比重大，电机惯量对系统加速度的影响大，使得系统加速度减小；

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刘志斌

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发表于：2012-12-26 10:47:33

25楼

4、例如α取值大，意味着电机惯量选的小，在系统惯量中占得比重小，电机与负载远离“惯量匹配”；

5、例如α取值小，意味着电机惯量选的大，在系统惯量中占得比重大，电机与负载接近惯量匹配状态

6、例如α取值1，意味着电机惯量等于负载惯量，电机与负载完全惯量匹配！

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刘志斌

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发表于：2012-12-26 10:50:16

26楼

7、想起时正是忘记，你要什么经验，这不是最好的指导你选用电机惯量的知识，这些知识你要是在别的书上能找到，那我就把这个帖子删了！

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想起时正是忘记

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发表于：2012-12-26 22:34:33

27楼

这不是选取电机惯量最好的知识。

俺粗粗地翻看过《机床设计手册》，里面对于惯量、刚度等等各方面，在理论与实践上讲得非常清楚。包括传动设备的设计、安装、调试工艺，也都讲得比较清楚。俺觉得，远不是匹配好惯量，就能做好运动控制。惯量匹配，只是最基础的一小小部分，九牛之一毛

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想起时正是忘记

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发表于：2012-12-26 22:37:19

28楼

请老刘头随便找上两本现代版的《机床设计手册》，翻一翻，许多我们自以为“悟”出来的，书本上都有经典的理论诠释。如果老刘头你真找到了，请自行删帖吧。如果告诉你你自己都不主动去找去翻看，那你就继续在这里“讨论”吧

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刘志斌

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发表于：2012-12-26 23:16:34

29楼

引用想起时正是忘记的回复内容：

请老刘头随便找上两本现代版的《机床设计手册》，……

1、两本现代版的《机床设计手册》，我没时间翻它！

2、我主楼就几行字，只是说惯量匹配的方法，以及惯量匹配与牛顿定律决定的系统加速度的矛盾关系；

3、我把我思考的、想要说的“九牛之一毛”说清楚就行了！

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刘志斌

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发表于：2012-12-26 23:18:35

30楼

4、你觉得我说的少，你可以多说，把书本上都有经典的理论诠释拿出来，我会仔细阅读和学习，如果我的发言有错误我还会纠正！

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想起时正是忘记

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发表于：2012-12-27 10:44:33

31楼

引用刘志斌的回复内容： 7、想起时正是忘记，你要什么经验，这不是最好的指导你选用电机惯量的知识，这些知识你要是在别的书上能找到，那我就把这个帖子删了！

引用留痕

。谁有闲心替俺找资料上的转动惯量详细描述来

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想起时正是忘记

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发表于：2012-12-27 10:45:29

32楼

算了，找来也没用，呵呵

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刘志斌

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发表于：2012-12-27 14:06:09

33楼

引用想起时正是忘记的回复内容：算了，找来也没用，呵呵

有用，有用，我真的想知道我的说法是否正确！？

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时空——王者之师

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发表于：2013-01-03 10:38:29

34楼

1、α为伺服惯量JM是负载惯量JL的倍数，α增大时系统惯量中伺服惯量JM的比例减小，系统加速度提高；

刘老这个怎么解释？有点没明白！

是不是：α=JM/JL？

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发表于：2013-01-03 11:41:56

35楼

引用时空——王者之师的回复内容：1、α为伺服惯量JM是负载惯量JL的倍数，α增大时系统惯量中伺服惯量JM的比例减小，系统加速度提高；刘老这个怎么解释？有点没明白！是不是：α=JM/JL？

1、电机的惯量×α=负载的惯量/传动比的平方；

2、负载惯量是一定的“负载的惯量JL/传动比的平方”；

3、你选用惯量小的伺服电机JM，电机的惯量×α=定值，α的倍数是增大的；

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刘志斌

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发表于：2013-01-03 11:42:28

36楼

4、你选用惯量大的伺服电机JM，电机的惯量×α=定值，α的倍数是减小的；

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刘志斌

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37楼

5、你选用惯量JIM小的伺服电机，电机的惯量×α=定值，α的倍数是增大的，系统惯量=负载惯量JL/传动比的平方+电机惯量JM 小，转矩一定，系统加速度大；

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刘志斌

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发表于：2013-01-03 11:48:38

38楼

6、你选用惯量JIM大的伺服电机，电机的惯量×α=定值，α的倍数是取值减小的，系统惯量=负载惯量JL/传动比的平方+电机惯量JM 大，转矩一定，系统加速度小；

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刘志斌

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发表于：2013-01-03 14:25:07

39楼

7、是不是：α=JM/JL？，是α=负载的惯量JL/传动比的平方÷电机的惯量JM ！

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刘志斌

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发表于：2013-01-03 16:24:32

40楼

8、如果传动比=1，α就是负载惯量JL是电机惯量的倍数，α=1，就负载惯量JL与电机惯量JM惯量相等、惯量匹配，这时电机惯量占系统惯量的1/2；

9、惯量匹配，这时电机惯量占系统惯量的1/2，从牛顿定律看是个缺点，加速时电机的转矩有50%作用在电机惯量上，负载动力转矩只有电机转足的1/2！

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