Servo systemets båndbredde
påvirkes af flere faktorer som mekanisk stivhed, inerti og moment
Servobåndbredde er den maksimale sporbare sinusformede frekvens af amplituden A, hvor sporing opnås ved eller før 10% af amplituden A er nået. Servobåndbredden angiver servoens evne til at følge hurtige ændringer i et kommando input. Det specificeres normalt som en frekvens i Hertz eller radian/Sek.
I forenklede termer kan det beregnes som 1 / (afregningstid) af et givet trinrespons i et servosystem. Ved hjælp af tidsdomænet til at måle trinresponsen for en servomotor, der accelererer til en beordret hastighed, vil afregnings-tiden være det punkt, hvor motorhastigheden er afgjort inden for det tilladte fejlbånd for den ønskede hastighed.
I diagrammet måles 'setling time' inden for 'error-band' til 55mS med en beregnet båndbredde på 18Hz.
Når der modtages en motion kommando, er høj båndbredde nøglen til et hurtigt servo system respons.
Maskiner, der har brug for hurtig flytning og afvikling af tider, kræver højere båndbredder.
Båndbredde påvirkes af flere faktorer, herunder stivhed i mekanismen, systeminerti og tilgængeligt drejnings-moment eller kraft. Mekanismer med flere koblinger, bælter og guider
eller gearede systemer introducerer kompatible elementer, der reducerer maskinens stivhed. Selve maskinstativet eller basisstrukturer spiller også en rolle i systemets stivhed, hvilket igen påvirker båndbredden.
Systemets båndbredde defineres generelt som frekvensen, hvor systemets amplitude er X2 = 2 gange signalets amplitude. Men hvis vi anvender samme logik på servo systemer, er det vanskeligt at analysere og udvikle et system til en tilstrækkelig nøjagtig specifikation. Dette skyldes tvetydighed med hensyn til frekvensen, hvor amplituden skal gå til X2 = 2.
En enkel og sund definition kan søges om dette. Lad os sige, at vi vil designe et positions servo kontrolsystem med følgende specifikationer:
• Båndbredde: 10 Hz
• Tilladt amplitudeområde: ± 50°
Ovenstående definition er ikke nok til at designe et praktisk styre system. Ovenstående definitioner har iboende problemer med hensyn til, hvilken amplitude producenten skal tage for at designe servo'en med 10 Hz båndbredde.
Hvis en producent antager amplituden til at være ± 20° og stige-tiden for denne amplitude til at være 0,025 sek (10 Hz sinusformet), og en anden producent antager amplituden til at være ± 50°, vil krav til accelerationskrav beregnet med to være meget forskellige.
Dette viser os, at det er ubrugeligt at give servo båndbredde alene uden amplitude-specifikation.
Det hjælper ikke at definere båndbredden med normal definition. Tvetydig mht. frekvens hvor amplituden er X2 = 2
Sløjfe båndbredde
Servo-drev har ofte en struktur med flere sløjfer, hvor den nuværende sløjfe er indlejret inde i hastighedssløjfen, som er indlejret inde i positionssløjfen.
I ethvert kaskade system skal responstiden eller båndbredden for den indre sløjfe være hurtigere end responstiden for den ydre sløjfe. Ellers har den indre sløjfe ringe effekt på den ydre sløjfe.
Den generelle regel for indlejrede servo control-sløjfer er, at hastighedssløjfen skal have en båndbredde, der er alt fra 5 til 10 gange større end positionssløjfens. Og strømsløjfen skal have en båndbredde, der er 5 til 10 gange større end hastighedssløjfens.
Generelt er større båndbredde bedre, men fordi båndbredden for en sløjfe påvirker den næste sløjfe inde i den, øger positionssløjfens båndbredde den krævede båndbredde og det får hastighedssløjfen til at stige.
Tilsvarende øger hastighedssløjfens båndbredde den krævede båndbredde for den aktuelle strømsløjfe. I begge tilfælde påvirker båndbredden på én sløjfe de indlejrede sløjferes båndbredde og det gør ikke noget godt for systemets ydeevne.
Lineær motors båndbredde
Båndbredde af en aktuator er et mål for, hvor hurtigt den kan reagere på en input ændring.
Båndbredde henviser til det område, hvor en parameter forekommer. Det kunne være en hvilken som helst parameter.
Motorhastighedens båndbredde kan f.eks. være: 0 - 1.725 rpm i tilfælde af en vekselstrømsmotor. Eller det kan specificeres som minus 1.725 til plus 1.725, hvis motoren er i stand til at skifte retning.
