尹 明 范丽鹏

（内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头 014010）

数控转台的传统驱动方式通常是旋转伺服电动机加齿轮、齿轮齿条副及蜗杆齿轮副等，由于存在机械传动链，虽有较好的静态刚度，但在完成启动、加速、减速、反转及停车等运动时，会产生弹性变形、摩擦和反向间隙等，造成机械振动、运动响应慢、动态刚度差及其他非线性误差，难以实现数控转台的高精度加工［1］。直接驱动技术在一定程度上解决了上述问题，它消除了中间传动环节，具有推力大、响应速度快、加速度及定位精度高等特点，但干扰信号将无缓冲地作用在电动机上，使系统易受负载扰动及参数变化等不确定性的影响，这大大降低了系统的抗干扰性能和跟随性能［2］。为了分析负载扰动及参数变化对系统的影响，提高系统伺服刚度，本文推导出系统的传递函数及由干扰输入引起的位置输出的传递函数模型，利用Matlab软件对模型进行了仿真，通过Bode图分析了负载扰动及参数变化对系统伺服刚度的影响规律，进而可以有针对性地进行参数整定，从而提高系统的抗干扰性能。

1 干扰输入引起的位置输出的传递函数框图

基于PID控制的永磁同步电动机转台伺服系统通常包括电流环、速度环和位置环3层控制环节［3］，综合电流环、速度环和位置环的控制结构图，适当简化后，得到其控制系统传递函数框图如图1所示。其中控制系统参数分别是:位置环比例增益Kv、速度环比例增益Kp、速度环积分时间常数Tn、电流环比例增益Ki、转矩系数Kf、系统转动惯量J以及粘滞阻尼系数B。……