数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 伺服系统的鉴相器所比较的是相位信号。所以在鉴幅式伺服系统中，不需要基准信号， 两数字脉冲量可直接在比较器中进行脉冲数量的比较。 1.鉴幅式伺服系统的工作原理 鉴幅式伺服系统中，进入比较器的信号有两路，一路来自数控装置插补器或插补软 件的进给脉冲，它代表了数控装置要求机床工作台移动的位移：另一路来自测量元件及 信号处理线路，也是以数字脉冲形式出现，它代表了工作台实际移动的距离。鉴幅式伺 服系统工作前，数控装置和测量元件及信号处理线路都没有脉冲输出，比较器的输出为 零，这时，执行元件不带动工作台移动。数控装置输出进给脉冲信号之后，比较器的输 出不再为零，比较器输出的数字量转化为直流电压信号，该信号经驱动线路进行电压和 功率放大，驱动执行元件带动工作台移动，同时以鉴幅式工作的测量元件又将工作台的 位移检测出来，经信号处理线路转换成相应的数字脉冲信号，该数字脉冲信号作为反馈 信号进入比较器与进给脉冲进行比较，若两者相等，比较器的输出为零，说明工作台实 际移动的距离等于指令信号要求工作台移动的距离，执行元件停止带动工作台移动：若 两者不相等，说明工作台实际移动的距离不等于指令信号要求工作台移动的距离，执行 元件继续带动工作台移动，直到比较器输出等于零时为止。 2.鉴幅式伺服系统的控制线路 ()测量元件及信号处理线路 测量元件及信号处理线路结构如图3-33所示，它主要由测量元件、解调线路、电 压一频率转换器和正弦、余弦信号发生器组成。 测量元件 解调电路 电压一频率转换器 正弦、余弦信号发生器 图333测量元件及信号处理线路框图 由测量元件的工作原理可知：当工作台移动时，测量元件根据工作台的位移量，即 丝杠转角0，输出电压信号 V =V sin(a-0)sino 式中，a是测量元件励磁信号的电气角，的幅值V.si(a-)代表着工作台的位移。此 正弦信号经滤波、放大、检波、整流以后，变成方向与工作台移动方向相对应，幅值与 工作台位移成正比的直流电压信号，这个过程称为解调。解调后的信号经电压一频率转 换器变成计数脉冲，脉冲的个数与电压幅值成正比，并用符号触发器表示方向。一方面， 该计数球神及其符号送到比较器与进给脉神比较：另一方面，经正弦、余弦信号发生器， 产生驱动测量元件的两路正弦和余弦信号，使α角与此相对应发生改变。该驱动信号是 方波信号，它的脉宽随计数脉冲的频率的变化而变化。根据傅里叶变换展开式，当该方 波信号作用于测量元件时，其基波信号分量为 V,=V sina sin ox,V.=V cosa sinon 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 12 伺服系统的鉴相器所比较的是相位信号。所以在鉴幅式伺服系统中，不需要基准信号， 两数字脉冲量可直接在比较器中进行脉冲数量的比较。 1．鉴幅式伺服系统的工作原理 鉴幅式伺服系统中，进入比较器的信号有两路，一路来自数控装置插补器或插补软 件的进给脉冲，它代表了数控装置要求机床工作台移动的位移；另一路来自测量元件及 信号处理线路，也是以数字脉冲形式出现，它代表了工作台实际移动的距离。鉴幅式伺 服系统工作前，数控装置和测量元件及信号处理线路都没有脉冲输出，比较器的输出为 零，这时，执行元件不带动工作台移动。数控装置输出进给脉冲信号之后，比较器的输 出不再为零，比较器输出的数字量转化为直流电压信号，该信号经驱动线路进行电压和 功率放大，驱动执行元件带动工作台移动，同时以鉴幅式工作的测量元件又将工作台的 位移检测出来，经信号处理线路转换成相应的数字脉冲信号，该数字脉冲信号作为反馈 信号进入比较器与进给脉冲进行比较，若两者相等，比较器的输出为零，说明工作台实 际移动的距离等于指令信号要求工作台移动的距离，执行元件停止带动工作台移动；若 两者不相等，说明工作台实际移动的距离不等于指令信号要求工作台移动的距离，执行 元件继续带动工作台移动，直到比较器输出等于零时为止。 2．鉴幅式伺服系统的控制线路 (1) 测量元件及信号处理线路 测量元件及信号处理线路结构如图 3–33 所示，它主要由测量元件、解调线路、电 压—频率转换器和正弦、余弦信号发生器组成。 图 3–33 测量元件及信号处理线路框图 由测量元件的工作原理可知：当工作台移动时，测量元件根据工作台的位移量，即 丝杠转角  ，输出电压信号 V V t b = m sin( −)sin 式中，  是测量元件励磁信号的电气角， Vb 的幅值 sin( −) Vm 代表着工作台的位移。此 正弦信号经滤波、放大、检波、整流以后，变成方向与工作台移动方向相对应，幅值与 工作台位移成正比的直流电压信号，这个过程称为解调。解调后的信号经电压—频率转 换器变成计数脉冲，脉冲的个数与电压幅值成正比，并用符号触发器表示方向。一方面， 该计数脉冲及其符号送到比较器与进给脉冲比较；另一方面，经正弦、余弦信号发生器， 产生驱动测量元件的两路正弦和余弦信号，使  角与此相对应发生改变。该驱动信号是 方波信号，它的脉宽随计数脉冲的频率的变化而变化。根据傅里叶变换展开式，当该方 波信号作用于测量元件时，其基波信号分量为 V V t s = m sin1 sin ，V V t c = m cos1 sin