18、进给轴动态特性与力学传输行为解析

进给轴动态特性与力学传输行为解析

1. 速度增益 KV 相关概念

速度增益 KV 是衡量机器在平面或空间中进行曲线运动时精度的指标。由于滞后距离导致的工件误差与 ˙x/KV 成正比。在机电驱动系统中，速度增益的标准值通常在一定范围内。对于为高动态性能优化且采用电动直线电机驱动的进给驱动器，在特殊情况下，KV 值可能超过 10m/(min · mm)（即 166.6 s⁻¹）。

速度增益 KV 需设置为开环控制回路的环路增益，它决定了匀速运动时的位置偏差，在多轴机床的位置控制回路设计中具有重要意义。KV 的单位通常为 s⁻¹，在行业中也常用 m / (min · mm)，两者可通过以下关系进行转换：
[
\begin{align }
1\left(\frac{m}{min \cdot mm}\right) &= \frac{1000}{60}\left(s^{-1}\right) = 16.6\left(s^{-1}\right)\
KV &= 0.6 \cdots 4.8\left(\frac{m}{min \cdot mm}\right) \text{ （相当于 } 10 \text{ 到 } 80 s^{-1}\text{）}
\end{align }
]

在稳态下，KV 是实际速度与位置偏差（滞后距离）xw 的比值，即：
[KV = \frac{\dot{x}}{x_w}]

1.1 有无速度控制的位置控制回路计算

位置控制回路类型	速度增益