助力机械手及自动提升控制的积分调节

       助力机械手的机械传动装置在助力机械手系统中，不仅是转速和转矩的转换器，还是伺服系统的组成部分，所以需根据实际的控制要求来进行选择和设计。机械传动的主要性能由传动方式、传动精度、动态特性以及传动的可靠性来共同决定。其中电动机的自动提升控制的积分调节就显尤为重要。

       电动机的输出转矩并不都是电磁转矩，因为电机本身的机械摩擦和电枢铁芯的涡流、磁滞损耗等都会引起阻转矩，如果电机本身的阻转矩加上负载的阻转矩叫做总阻转矩了。

       在实际中，有些电动机经常运行在转矩变化的情况下，如电机启动、停止和反转，因此必须考虑速度变化的转矩平衡关系。并且，电机的总阻转矩中与转子角度成线性关系的那部分转知被称为粘滞摩擦分量或者称为粘滞阻尼分量，将它从摩擦转矩中分开。

       根据电动机带载情况下的转矩平衡方程，不能够确定电动机的转速，所以还需要对电机内部的运动规律进行分析。

电流通过电枢绕组产生电磁转矩，同时因为电枢在电磁场作用下转动，电枢导体切割磁力线产生感生电动势。感应电动势的值与电枢转速、电机磁通量有关系。

       由前面分析的电机的转矩平衡可以知道，电机的输出转矩除了克服电机轴的摩擦转矩以外，还需要克服电机轴上的惯性转矩。

       在直流力矩电机闭环速度控制器设计中，直流电动机速度系统的传递函数没有积分环节，是零型系统，存在稳态速度误差，宜采用Pl控制。PI控制是在连续系统中应用最广泛，技术最成熟的一种控制方式，特别是在直流电机闭环调速控制中应用得相当广泛。在本控制系统中，对直流力矩电机的控制采用了数字PI控制算法。

       比例调节器的输出与偏差成比例，按一定的比例系数将偏差信号放大产生控制量，系统一旦有偏差，比例调节立即产生调节作用使得偏差减少。比例系数大，可以加快调节速度，减少误差，但过大的比例，会使系统稳定性下降，甚至造成系统的不稳定；积分调节作用是使系统消除稳态误差，提高系统精度，一旦系统存在偏差，积分调节器就会对偏差积分，产生控制量输出，直到消除偏差为止。加入积分调节会使系统的稳定性下降，而且动态响应速度相应变慢。将比例调节器与积分调节器结合使用，即PI控制，同时发挥比例积分控制可以提高响应速度和积分控制可以消除偏差的优点，获得比较好的控制效果。