【伺服驅(qū)動(dòng)器頻帶寬度的測(cè)試方法、標(biāo)準(zhǔn)講解】

《JB/T10184-2014交流伺服驅(qū)動(dòng)器通用技術(shù)條件》規(guī)定了伺服驅(qū)動(dòng)器頻帶寬度的測(cè)試方法：

驅(qū)動(dòng)器輸入正弦波轉(zhuǎn)速指令，其幅值為額定轉(zhuǎn)速指令值的0.01倍，頻率由1Hz逐漸升高，記錄電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速曲線，隨著指令正弦波頻率的提高，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波形曲線對(duì)指令正弦波曲線的相位滯后逐漸增大，而幅值逐漸減小。測(cè)取相位滯后增大至90°時(shí)的頻率作為90°相移的頻帶寬度；幅值減小至1/√2倍的頻率作為-3dB頻帶寬度，以先達(dá)到的條件為準(zhǔn)。

下文對(duì)該測(cè)試方法進(jìn)行相關(guān)解釋，為了方便描述，將該標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱為《通用技術(shù)條件》。

伺服驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)端子中，有1~2個(gè)模擬電壓信號(hào)指令輸入端子，用于轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩指令的外部輸入，在習(xí)慣上常稱為“伺服驅(qū)動(dòng)器的AD端口”。一般轉(zhuǎn)速指令為幅值±10V的正弦波信號(hào)。如圖1所示。

圖1伺服驅(qū)動(dòng)器模擬量控制信號(hào)輸入

如果伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)輸入指令不設(shè)置閾值(電壓死區(qū))，理想情況下，+10V對(duì)應(yīng)電機(jī)正轉(zhuǎn)的額定速度，-10V則對(duì)應(yīng)電機(jī)反轉(zhuǎn)的額定速度，指令電壓幅值的變化，電機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之線性變化，如圖2所示。

圖2電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入信號(hào)幅值的關(guān)系

《通用技術(shù)條件》：“驅(qū)動(dòng)器輸入正弦波轉(zhuǎn)速指令，其幅值為額定轉(zhuǎn)速指令值的0.01倍”。

假設(shè)轉(zhuǎn)速指令幅值為±10V，并且電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為6000RPM，即當(dāng)輸入幅值為0.1V的正弦波電壓信號(hào)，此時(shí)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速為60RPM。

《通用技術(shù)條件》：“頻率由1Hz逐漸升高，記錄電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速曲線”

正弦波頻率由1Hz逐漸升高，如圖3所示。

圖3正弦波轉(zhuǎn)速指令

在該指令的控制下，伺服電機(jī)進(jìn)行以正向加速——正向減速——反向加速——反向減速四個(gè)運(yùn)動(dòng)為一個(gè)周期的動(dòng)作，正弦波指令信號(hào)在一定的頻率時(shí)，伺服電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為60RPM，隨著指令正弦波頻率的提高，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波形曲線對(duì)指令正弦波曲線的相位滯后逐漸增大，而幅值逐漸減小。

《通用技術(shù)條件》：“測(cè)取相位滯后增大至90°時(shí)的頻率作為90°相移的頻帶寬度；幅值減小至1/√2倍的頻率作為-3dB頻帶寬度，以先達(dá)到的條件為準(zhǔn)。”

以幅值頻率曲線為例，如圖4所示。此時(shí)頻率f為伺服驅(qū)動(dòng)器的頻帶寬度。

圖4伺服驅(qū)動(dòng)器頻帶寬度