通過相關(guān)的分析可知,機(jī)械傳動系統(tǒng)的性能與系統(tǒng)本身的阻尼比ξ、固有頻率ωn有關(guān)。ωn 、ξ又與機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān)。因此,機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對伺服系統(tǒng)的性能有很大影響。
一般的機(jī)械系統(tǒng)均可簡化為二階系統(tǒng),系統(tǒng)中阻尼的影響可以由二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線來說明。由圖1可知,阻尼比不同的系統(tǒng),其時間響應(yīng)特性也不同。
1． 阻尼的影響
（1） 當(dāng)阻尼比ξ＝0時，系統(tǒng)處于等幅持續(xù)振蕩狀態(tài)。
（2） 當(dāng)ξ≥ 1時，系統(tǒng)為臨界阻尼或過阻尼系統(tǒng)。
（3） 當(dāng)0<ξ<1時,系統(tǒng)為欠阻尼系統(tǒng)。
圖1 二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線
2. 摩擦的影響
當(dāng)兩物體產(chǎn)生相對運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢時，其接觸面要產(chǎn)生摩擦。摩擦力可分為粘性摩擦力fv、庫侖摩擦力fc和靜摩擦力fs三種，方向均與運(yùn)動方向相反。圖2—4反應(yīng)了三種摩擦力與物體運(yùn)動速度之間的關(guān)系。
圖2 摩擦力—速度曲線
摩擦對伺服系統(tǒng)的影響主要有：
(1)摩擦引起動態(tài)滯后和系統(tǒng)誤差
(2)摩擦引起的低速爬行
3. 結(jié)構(gòu)彈性變形
當(dāng)伺服電動機(jī)帶動機(jī)械負(fù)載按指令運(yùn)動時，機(jī)械系統(tǒng)所有的元件都會因受力而產(chǎn)生程度不同的彈性變形。
當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率接近或落入伺服系統(tǒng)帶寬之中時，系統(tǒng)將產(chǎn)生諧振而無法工作。
4. 慣量的影響?yīng)?br> 慣量大，系統(tǒng)的機(jī)械常數(shù)大，響應(yīng)慢。
5. 傳動間隙對系統(tǒng)性能的影響
這些間隙對伺服系統(tǒng)性能有很大影響，下面以齒輪間隙為例進(jìn)行分析。
圖3典型轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)框圖
(1) 閉環(huán)之外的齒輪g1、g4的齒隙對系統(tǒng)穩(wěn)定性無影響,但影響伺服精度。
(2) 閉環(huán)之內(nèi)傳遞動力的齒輪g2的齒隙對系統(tǒng)靜態(tài)精度無影響,這是因為控制系統(tǒng)有自動校正作用。
(3) 反饋回路上數(shù)據(jù)傳遞齒輪g3的齒隙既影響穩(wěn)定性,又影響精度。