研究改进伺服动力学

11月11日

英国曼彻斯特大学通过动力转换组的奈杰尔·斯科菲尔德博士领导的研究，演示了具有改进动态的伺服系统。研究表明，增加的性能是实现了传感器技术扭矩传感器。

基于表面声波(SAW)技术，TorqSense传感器为无刷伺服驱动系统应用提供低成本的扭矩测量解决方案，提供主动阻尼和/或谐振比控制。曼彻斯特大学的研究研究了这个特殊的测量系统。

使用基于SAW的TorqSense传感器，可以精确测量由控制器快速瞬态引起的传动系统各机械部件的瞬时轴转矩。

基于表面声波的换能器本质上是一个“频率相关”应变计，用于测量由施加轴应变引起的谐振频率变化。两个埋在轴上的SAW器件构成高频振荡器电路的一部分。当轴被扭曲时，所产生的基板变形会在两个嵌入式SAW设备之间产生频率差。声表面波器件产生的两个频率混合在一起产生差和信号。差信号是由扭转力矩引起的感应应变的量度，由此可以导出扭矩。和信号是轴温度的测量。

信号与外界的耦合是通过一个电磁耦合装置，允许非接触式扭矩测量。

振荡的主频率可以在100到1000MHz之间的任何地方选择，差频可达1MHz。在如此高的频率下工作，传感器比传统的扭矩传感器更不容易受到电干扰。这种对磁场的高免疫力尤其使它们非常适合与电机一起使用。

TorqSense传感器基于SAW技术，设计可直接从PLC或PC操作，使其易于与标准控制器接口，从而进一步降低了伺服驱动系统集成的总体成本。由于结构紧凑、无线，它们简化了机械设计。

TorqSense传感器很容易嵌入到驱动系统中，可以承受高温、灰尘和机械振动，这些都是光学传感器的问题。轴和控制器之间的非接触耦合消除了任何机械遵从性问题。

曼彻斯特大学的系统集成和控制研究强调了未来伺服驱动系统的主要好处，提供了“智能刚性”伺服传动系统的潜力，因此没有扭转损失。结果可能很快就会出现商业伺服产品，即使是在最苛刻的机械负载下，也能提供更好的性能和非必威官方登陆常优越的系统动力学。

正在进行的研究主要集中在开发控制算法，使伺服控制器能够充分利用转矩反馈。


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